Le ciel terrestre est éclairé par un unique satellite naturel, la Lune. Il en est ainsi depuis 4,5 milliards d’années et cela ne devrait, à priori, pas changer. Mais imaginons que notre Planète ait hérité de plusieurs lunes. Combien pourrions-nous en observer dans le ciel sans pour autant que les conditions orbitales de la Terre en soient modifiées ?

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[EN VIDÉO] Europe, une lune potentiellement habitable dans le Système solaire Europe est l'une des quatre lunes principales de Jupiter. Elle abrite un océan d'eau glacée, et les scientifiques estiment que de la vie pourrait s'y trouver.

Notre Système solaireSystème solaire compte huit planètes, ainsi que quelques planètes nainesplanètes naines, comme PlutonPluton ou CérèsCérès. Mais nous oublions souvent de considérer qu'elles ne voyagent pas seules dans leur course continuelle autour du Soleil. La plupart sont en effet accompagnées par un ou plusieurs satellites naturels. Si les noms de certains de ces satellites sont désormais connus du grand public, comme Europe, GanymèdeGanymède ou TitanTitan, leur nombre est cependant bien plus important.

Notre Système solaire compte en effet plus de 200 lunes ! Quasiment toutes orbitent autour des quatre géantes gazeusesgéantes gazeuses et seulement trois se retrouvent affiliées à des planètes rocheusesplanètes rocheuses. Il s'agit de notre LuneLune et des deux satellites de Mars, Phobos et Deimos. MercureMercure et VénusVénus ne possèdent en effet aucun satellite naturel. Cette différence frappante entre les deux types de planètes n'aurait cependant rien d'anormale, la présence de lunes en orbiteorbite autour d'une planète étant étroitement associée aux mécanismes de sa formation et aux processus d'évolution de l'orbite. Des paramètres qui varient significativement entre les petites planètespetites planètes rocheuses et les géantes gazeuses.

Io, Europa, Ganymède et Callisto, les quatre principales lunes de Jupiter © Nasa
Io, Europa, Ganymède et Callisto, les quatre principales lunes de Jupiter © Nasa

Plusieurs lunes autour de la Terre ? Une situation physiquement possible

Le cas de la Terre est cependant très intéressant, puisque notre Planète possède une unique lune, dont la taille est étonnamment imposante. Une caractéristique qui résulte de la naissance violente de notre satellite, à la suite de la collision entre la jeune Terre et une autre protoplanète du nom de ThéiaThéia.

Mais notre Planète aurait-elle pu avoir plusieurs lunes ? C'est la question que se sont posée des chercheurs. Par des calculs et des modélisationsmodélisations numériques, l'équipe de scientifiques s'est intéressée plus précisément au nombre maximum de satellites naturels qui pourraient théoriquement orbiterorbiter autour de la Terre sans modifier les conditions actuelles de stabilité orbitale. Si ce type de recherche peut paraître farfelu, cela permet cependant de mieux comprendre les processus de formation planétaire en général mais également les équilibres gravitationnels des systèmes planétaires.

Les résultats, publiés dans la revue Earth and Planetary Astrophysics, montrent que le nombre maximum de lunes pouvant orbiter autour de la Terre dépend de leurs propres tailles. Notre ciel pourrait ainsi être éclairé, au choix, par sept ou huit lunes de la taille de Cérès, quatre ou cinq lunes de la taille de Pluton, ou encore trois, voire quatre lunes de la taille de notre Lune actuelle.

Illustration de Pluton tirée des clichés de la sonde New Horizons. D'après les modélisations, la Terre aurait pu posséder sept ou huit lunes de la taille de Pluton sans que cela n'affecte ses conditions orbitales. © 24K-Production, Adobe Stock
Illustration de Pluton tirée des clichés de la sonde New Horizons. D'après les modélisations, la Terre aurait pu posséder sept ou huit lunes de la taille de Pluton sans que cela n'affecte ses conditions orbitales. © 24K-Production, Adobe Stock

Des exolunes encore difficile à identifier

Impossible de faire plus sans modifier les conditions orbitales de la Terre et mettre ainsi en péril son évolution et notamment l'émergenceémergence de la vie. Cette étude donne ainsi une estimation du nombre limite de satellites capables d'orbiter autour d'une planète sans la déstabiliser.

Les résultats de cette étude pourraient ainsi permettre d'identifier plus facilement la présence de petites lunes orbitant autour d'exoplanètes rocheuses de la taille de la Terre. Car, si aujourd'hui le nombre d'exoplanètes découvertes ne cesse d'augmenter, seules deux exolunes ont pour l’instant été identifiées. Leur taille dépasse cependant celle de la Terre et les planètes autour desquelles elles orbitent sont du type JupiterJupiter. Mais les scientifiques sont optimistes : les prochaines décennies devraient apporter leur lot de nouvelles exolunes de tailles plus réduites.