La Terre a-t-elle vraiment une seule lune ?
Petites histoires de science est un podcast de l'Académie des sciences, proposé par Étienne Ghys, Secrétaire perpétuel de l'Académie des sciences.
Le ciel au-dessus de nos têtes n'est plus tout à fait le même. Alors que des milliers de satellites artificiels colonisent l'orbite terrestre, une question vertigineuse refait surface : la Terre a-t-elle toujours été seule avec sa lune ? Des mathématiciens du XVIIIe aux astronomes du XIXe siècle, en passant par Jules Verne, l'histoire de cette obsession mêle science et imagination débridée, et débouche sur des découvertes bien réelles, quoique plus discrètes qu'on ne l'espérait.
Une vieille obsession : et si la Terre avait plusieurs lunes ?
L'idée ne date pas d'hier. En 1846, Frédéric Petit, directeur de l'observatoire de Toulouse, annonce la découverte d'un second satellite naturel de la Terre, tournant à toute vitesse en moins de trois heures. Le grand astronome Le Verrier douche
immédiatement l'enthousiasme : l'orbite proposée passerait à onze kilomètres d'altitude seulement, soit en pleine atmosphère : impossible ! Mais l'idée fascine et se propage. Jules Verne s'en empare dans De la Terre à la Lune, où ses personnages croisent dans l'espace ce mystérieux second satellite. Des millions de lecteurs découvrent ainsi la théorie. Dans les décennies qui suivent, des astronomes amateurs se lancent dans la chasse, des astrologues inventent une « lune noire » baptisée Lilith, et même Clyde Tombaugh, le découvreur de Pluton, participe à des campagnes de recherche. Résultat : rien de concluant.
La réponse inattendue de la mécanique céleste
La réalité s'avère plus subtile, et plus belle. Au XVIIIe siècle, le mathématicien Lagrange avait démontré l'existence de points très particuliers dans tout système gravitationnel : des zones où les forces en présence se compensent, permettant à de petits objets d'y rester relativement stables. Ce sont les points de Lagrange, aujourd'hui utilisés par les agences spatiales. Le télescope James Webb en occupe un. Autour de la Terre, certaines de ces régions ne sont pas vides : dans le système Terre-Lune, on a détecté d'immenses nuages de poussières appelés nuages de Kordylewski ; dans le système Terre-Soleil, des astéroïdes comme 3753 Cruithne entretiennent avec notre planète une étrange danse gravitationnelle. Pas de lune au sens classique, donc, mais toute une famille d'objets discrets, quasi invisibles, qui accompagnent la Terre.