Une étude, dont les résultats intitulés «Darkening of Mercury's surface by cometary carbon» ont été publiés dans la revue Nature Geoscience, a permis de prouver, grâce à des simulations que l'aspect sombre de Mercure est essentiellement dû à des particules de carbone amorphe provenant des comètes.

Pour expliquer l'aspect sombre de Mercure, on s'est d'abord appuyé sur son apparente similarité avec la Lune, dont on sait qu'elle tient «une partie de sa noirceur» à «l’action combinée des particules du vent solaire et des micrométéorites», qui produit des nanoparticules ferreuses sombres saupoudrant sa surface.

Cette explication ne peut cependant pas être validée pour Mercure, car des analyses spectrales ont fait apparaître que «ces nanoparticules étaient présentes en quantité bien plus faible».

Pour l'étude ici présentée, le principal agent responsable de la couleur sombre de Mercure, trouve son origine dans les comètes, qui «sont nombreuses à foncer en direction du Soleil et à pénétrer dans le Système solaire interne», se fragmentant souvent.

Ainsi, comme «selon certaines estimations, la composition de la poussière cométaire pourrait grimper jusqu’à 25 % de carbone et serait en moyenne de 18 %», une modélisation de ce «flux de particules carbonées» a conduit, dans un premier temps, «à la conclusion qu’après plusieurs milliards d’années, 3 à 6 % de la surface de Mercure pouvait être constituée de carbone».

Dans un second temps, pour reproduire «le comportement des matériaux carbonés présents dans les fragments cométaires heurtant la surface de Mercure», il a été fait appel au «célèbre Ames Vertical Gun Range» («une sorte de canon mis au point pendant le programme Apollo pour étudier la formation des cratères lunaires»), qui «peut projeter des projectiles jusqu’à des vitesses de l’ordre de 7 km/s dans divers matériaux» (dans les expériences, du sucre a été employé «dans la constitution de projectiles qui ont été projetés sur des matériaux simulant les basaltes lunaires»).

Il en a résulté «que les pressions et les températures réalisées lors des impacts simulés provoquaient la formation de particules de carbone amorphe similaires à de la suie et même du graphite et des nanodiamants, des composants stables dans les conditions régnant à la surface de Mercure».

De plus, il a été relevé que «ces composants carbonés se mélangent avec le matériau de la cible de sorte que la quantité de lumière qu’il renvoie est réduite de 5 % et devient comparable à celle mesurée sur Mercure».