Troyen (astronomie)

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Les troyens sont les points L4 et L5 (en rouge), sur l'orbite d'un objet secondaire (en bleu), autour d'un objet primaire (en jaune).
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Article connexe : Point de Lagrange.

En astronomie, un troyen est un astéroïde dont l'orbite héliocentrique est en résonance de moyen mouvement 1:1 avec celle de la planète Jupiter, et qui est situé à un des deux points stables de Lagrange, L4 ou L5, du couple Soleil-Jupiter, c'est-à-dire se trouve à 60° en avance ou en retard sur l'orbite de celle-ci[1].

Par analogie, un troyen est un astéroïde dont l'orbite héliocentrique est en résonance de moyen mouvement 1:1 avec celle d'une planète du Système solaire autre que Jupiter et qui est situé à un des deux points stables de Lagrange L4 ou L5, du couple Soleil-planète.

Par extension, un troyen est un astéroïde ou satellite naturel qui partagent la même orbite qu'une planète ou un autre satellite plus massif mais qui n'entre pas en collision avec celui-ci en raison de sa position sur un des deux points stables de Lagrange L4 ou L5.

Au 1er septembre 2015, le Minor Planet Center recense 6 276 troyens dont 6 258 troyens de Jupiter, douze troyens de Neptune, quatre troyens de Mars, un troyen d'Uranus et un troyen de la Terre[2].

Terminologie[modifier | modifier le code]

Les troyens doivent leur nom à la convention de nommage en vertu de laquelle les troyens de Jupiter sont nommés d'après des héros de la guerre de Troie[3]. Johann Palisa est à l'origine de cette convention : c'est sur la proposition de l'astronome autrichien que, le , Max Wolf et August Kopff décident de nommer 1906 TG, 1906 VY et 1907 XM, les trois premiers troyens de Jupiter à avoir été caractérisés comme tels, d'après Achille, Patrocle et Hector[4].

Localisés à proximité d'un point de Lagrange, L4 ou L5, les troyens sont aussi connus comme objets de Lagrange (en anglais : Lagrange object[5]) ou objets lagrangiens (lagrangian object[6]).

Histoire[modifier | modifier le code]

Max Wolf, découvreur de (588) Achille, premier objet à avoir été caractérisé comme un troyen.

L'existence des troyens a été prédite par Joseph-Louis Lagrange dans son Essai sur le problème des trois corps[7] qui lui valut le prix de l'Académie royale des sciences de Paris en .

(588) Achille, un troyen de Jupiter[8],[9] découvert par l'astronome allemand Max Wolf[8],[9] le [8],[9], est le premier objet à avoir été caractérisé comme un troyen[10] : quelques semaines après sa découverte, l'astronome suédois Carl V. L. Charlier met en évidence[10] qu'il est en orbite autour du point de Lagrange L4 du couple Soleil-Jupiter[11].

(12126) 1999 RM11, un troyen de Jupiter[12],[13] découvert par le LINEAR[12] le [12],[13], est considéré comme le premier troyen à avoir été observé[10] : le [10], l'astronome américain Gareth V. Williams (en)[10] l'a été identifié[10] à A904 RD[12],[13], prédécouvert par l'astronome américain Edward E. Barnard[12],[13] le [12],[13].

Troyens dans le Système solaire[modifier | modifier le code]

Potentiellement, les points de Lagrange L4 et L5 de chacune des planètes du Système solaire pourraient contenir des astéroïdes. Concrètement, aucun n'a été détecté pour Mercure et Vénus, sans doute en raison de l'instabilité de leurs points de Lagrange perturbés par la proximité de la masse solaire. Aucun n'a non plus été observé pour Saturne, probablement à cause de la proximité de Jupiter.

Troyens de Jupiter[modifier | modifier le code]

Article détaillé : troyen de Jupiter.

Jupiter, la planète la plus massive du Système solaire, est aussi celle qui possède le plus d'astéroïdes troyens, et les premiers astéroïdes planétaires de ce genre à avoir été découverts. D'ailleurs, lorsqu'il n'y a aucune ambiguïté, on parle simplement d'astéroïde troyen sans mentionner le nom de Jupiter pour désigner ceux de cette planète.

Troyens d'autres planètes du Système solaire[modifier | modifier le code]

Concernant les autres planètes, un astéroïde a été découvert au point L4 de la Terre[14], trois astéroïdes au point L5 de l'orbite de Mars (dont (5261) Eurêka) et un quatrième au point L4[15]. Six astéroïdes ont été observés autour du point L4 de Neptune, dont 2001 QR322 et (385571) Otréré, et un autour du point L5, 2008 LC18[16]. Par analogie, ces astéroïdes sont nommés troyens de Mars et de Neptune.

Le projet Wide-Field Infrared Survey Explorer de la NASA a découvert en avril 2011 le premier Troyen de la Terre, nommé 2010 TK7, situé sur le point L4[14]. Sa trajectoire particulière[17] a rendu son observation difficile, qui a été ensuite confirmée par l'observatoire Canada-France-Hawaï[18],[19].

Troyens de lunes de Saturne[modifier | modifier le code]

Article détaillé : lune troyenne de Saturne.

Téthys a deux troyens : Télesto et Calypso ; de même que Dioné : Hélène et Pollux.

Troyens de planètes mineures et de petits corps[modifier | modifier le code]

Des astéroïdes de la ceinture d'astéroïdes sont susceptibles de coorbiter avec (1) Cérès. Parmi les troyens potentiels de la planète naine, figurent notamment (65313) 2002 JB80[20] et (129109) 2004 XF32[21], au voisinage du point L5 du couple Soleil-Cérès, ainsi que (81522) 2000 HW7[22] et (185105) 2006 SV23[23], au voisinage du point L4 du couple Soleil-Cérès[24].

D'autres astéroïdes de ceinture principale sont susceptibles de coorbiter avec (4) Vesta. Parmi les troyens potentiels du petit corps, figure notamment (156810) 2003 BP49[25], au voisinage du point L5 du couple Soleil-Vesta[24].

Troyens extrasolaires[modifier | modifier le code]

De la même façon qu'il en existe dans le système solaire, il est très probable qu'il existe des troyens dans d'autres systèmes planétaires : on parle alors de troyens extrasolaires, aussi nommés « exo(-)troyens »[26] (sur le modèle d'« exoplanète »).

En 2007, Eric B. Ford et Matthew J. Holman examinent dans un article[27] la sensibilité de l'observation de la variation du moment du transit de planètes extrasolaires pour détecter des compagnons troyens à ces objets. Ils démontrent ainsi que cette méthode permet de détecter des troyens de masse terrestre avec les observatoires au sol actuels. Début août 2015, Michael Hippke publie un article[26] concernant sa tentative de détection de tels troyens extrasolaires, dans laquelle il détermine que l'aire moyenne des troyens en transit par planète correspond à un corps de rayon inférieur à 460 kilomètres (limite à 2 sigma).

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Entrée « troyen », dans Richard Taillet, Loïc Villain et Pascal Febvre, Dictionnaire de physique, Bruxelles, De Boeck Université,‎ [1re éd., 24 cm, XI-672 p. (ISBN 978-2-8041-5688-6, OCLC 756958447, notice BnF no FRBNF41256105), p. 507 (en ligne sur books.google.fr)
  2. (en) « Trojan minor planets » [« Planètes mineures troyennes »] [html], sur minorplanetcenter.net, Minor Planet Center,‎ (consulté le 6 septembre 2015)
  3. (en) « Naming of astronomical objects » [« Nommage des objets astronomiques »] [html], sur iau.org, Union astronomique internationale (consulté le 6 septembre 2015)
  4. (de) Max Wolf et August Kopff, « Benennung von kleinen Planeten » [« Désignation de planètes mineures »], Astronomische Nachrichten, vol. 175, no 11,‎ , p. 191-192 (DOI 10.1002/asna.19071751112, Bibcode 1907AN....175..191W, lire en ligne [[GIF]])
  5. (en) Kimmo A. Innanen, « The prediction and discovery of a martian trojan asteroid » [« La prédiction et la découverte d'un astéroïde troyen martien »], Journal of the Royal Astronomical Society of Canada (en) / Journal de la Société royale d'astronomie du Canada, vol. 85,‎ , p. 151-157 (Bibcode 1991JRASC..85..151I, lire en ligne [[GIF]])
  6. (en) Francisco Valdes et Robert A. Freitas Jr, « A search for objects near the Earth-Moon lagrangian points », Icarus, vol. 53,‎ , p. 453-457 (DOI 10.1016/0019-1035(83)90209-9, Bibcode 1983Icar...53..453V, résumé, lire en ligne [html])
  7. Joseph-Louis Lagrange, « Essai sur le problème des trois corps », dans Joseph-Alfred Serret (éd.), Œuvres de Lagrange, t. VI : Mémoires extraits des Recueils de l'Académie des sciences de Paris et de la classe des sciences mathématiques et physiques de l'Institut de France, Paris,‎ , 28 cm, 820 p. (notice BnF no FRBNF30719104), p. 229-331 (lire en ligne, consulté le 7 septembre 2015). Pour la première publication de l'Essai :
    Joseph-Louis Lagrange, « Essai d'une nouvelle méthode pour résoudre le problème des trios corps », Recueil des piéces qui ont remporté les prix de l'Académie royale de sciences, depuis leur fondation en 1720, Paris, Panckoucke, t. IX qui contient les pièces de 1764, 1765, 1766, 1770 et 1772,‎ (ISSN 2017-5221, notice BnF no FRBNF32849650, lire en ligne).
  8. a, b et c (en) « (588) Achilles = A906 TG », sur minorplanetcenter.net, Minor Planet Center (consulté le 6 septembre 2015)
  9. a, b et c (en) « 588 Achilles (1906 TG) » [html], sur ssd.jpl.nasa.gov, Jet Propulsion Laboratory (consulté le 6 septembre 2015)
  10. a, b, c, d, e et f (en) Brian G. Marsden (CfA), « The earliest observation of a trojan » [« La première observation d'un troyen »] [html], sur minorplanetcenter.net, Minor Planet Center,‎ (consulté le 6 septembre 2015)
  11. (de) Carl V. L. Charlier, « Über den Planeten 1906 TG » [« Sur la planète 1906 TG »], Astronomische Nachrichten, vol. 171, no 14,‎ , p. 213-216 (DOI 10.1002/asna.19061711403, Bibcode 1906AN....171..213C, lire en ligne [[GIF]])
  12. a, b, c, d, e et f (en) « (12126) = A904 RD = 1975 RX1 = 1978 VH6 = 1985 JP1 = 1987 SK15 = 1988 RU8 = 1996 HJ22 = 1999 RM11 » [html], sur minorplanetcenter.net, Minor Planet Center (consulté le 6 septembre 2015)
  13. a, b, c, d et e (en) « 12126 (1999 RM11) » [html], sur ssd.jpl.nasa.gov, Jet Propulsion Laboratory (consulté le 6 septembre 2015)
  14. a et b (en) Earth's Trojan asteroid, Martin Connors, Paul Wiegert, et Christian Veillet, Nature, no 475:481–483 du 28 juillet 2011.
  15. (en) « List Of Martian Trojans », Minor Planet Center,‎ (consulté le 10 décembre 2007).
  16. (en) « List Of Neptune Trojans », Minor Planet Center,‎ (consulté le 10 décembre 2007).
  17. Vidéo de la trajectoire de 2010 TK7 sur le site de la NASA.
  18. En bref : premier astéroïde troyen pour la Terre sur futura-sciences.
  19. (en) NASA's WISE Finds Earth's First ‘Trojan’ Asteroid sur le site DailyScience.com.
  20. (en) « (65313) = 2002 JB80 = 1999 TC245 », sur minorplanetcenter.net, Minor Planet Center (consulté le 7 septembre 2015)
  21. (en) « (129109) = 2004 XF32 », sur minorplanetcenter.net, Minor Planet Center (consulté le 7 septembre 2015)
  22. (en) « (81522) = 2000 HW7 = 2001 QO67 », sur minorplanetcenter.net, Minor Planet Center (consulté le 7 septembre 2015)
  23. (en) « (185105) = 2006 SV23 », sur minorplanetcenter.net, Minor Planet Center (consulté le 7 septembre 2015)
  24. a et b (en) Apostolos A. Christou et Paul Wiegert, « A population of main belt asteroids co-orbiting with Ceres and Vesta » [« Une population d'astéroïdes de la ceinture principale coorbitant avec Cérès et Vesta »], Icarus, vol. 217, no 1,‎ , p. 27-42 (DOI 10.1016/j.icarus.2011.10.016, Bibcode 2012Icar..217...27C, arXiv 1110.4810, résumé)
  25. (en) « (156810) = 2003 BP49 = 2000 KT = 2005 VO63 », sur minorplanetcenter.net, Minor Planet Center (consulté le 7 septembre 2015)
  26. a et b Michael Hippke, « A statistical search for a population of exo-Trojans in the Kepler dataset » [« Recherche statistique d'une population d'exo-troyens dans les données de Kepler »], Draft version,‎ (lire en ligne)
  27. Eric B. Ford et Matthew J. Holman, « Using Transit Timing Observations to Search for Trojans of Transiting Extrasolar Planets » [« Utiliser les observations du moment du transit pour rechercher des troyens de planètes extrasolaires en transit »], iopscience.iop.org,‎ 2007 (lire en ligne)

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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Articles connexes[modifier | modifier le code]

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