Troyen (astronomie)
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 près de l'un des deux points stables de Lagrange ( ou ) du couple Soleil-Jupiter, c'est-à-dire qui se trouve à 60° en avance ou en retard sur l'orbite de celle-ci. La sonde Lucy a décollé le 16  à  de Cap Canaveral pour en faire l'étude.

Par extension, on appelle aussi troyen un objet dont l'orbite héliocentrique est en résonance de moyen mouvement 1:1 avec celle de n'importe quelle planète du Système solaire, et qui est situé près de l'un des deux points stables de Lagrange ( ou ) du couple Soleil-planète.

Par extension encore, on appelle troyen un astéroïde ou un satellite naturel qui partage la même orbite qu'une planète ou un autre satellite plus massif, mais qui n'entre pas en collision avec cette planète ou ce satellite en raison de sa position près de l'un des deux points stables de Lagrange ( ou ).

Au , le Centre des planètes mineures recense , dont  (7508 en  et 4044 en ),  de Neptune (28 en  et 4 en ),  de Mars (8 en  et 1 en ),  d'Uranus (en ) et  de la Terre (en ). Par ailleurs, un deuxième troyen de la Terre (aussi en ) a été confirmé, Vénus aurait  (en ) et les deux plus gros astéroïdes de la ceinture principale,  et , pourraient aussi avoir des troyens sur leur orbite. Uranus aurait aussi au moins un deuxième troyen en .

Autour des planètes, deux des satellites naturels de Saturne ont leurs propres troyens, qui sont par conséquent eux-mêmes satellites de Saturne. Les deux troyens de Téthys sont Télesto et Calypso, ceux de Dioné sont Hélène et Pollux. Le système Terre-Lune a pour sa part des nuages de poussières à ses points  et  : les nuages de Kordylewski.

Terminologie 

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. 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 ,  et , les trois premiers troyens de Jupiter à avoir été caractérisés comme tels, d'après Achille, Patrocle et Hector.

Localisés à proximité d'un point de Lagrange,  ou , les troyens sont aussi connus comme objets de Lagrange (en anglais : ) ou objets lagrangiens (), bien que ces noms soient plus rares, en particulier en français.

Histoire 

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

, un troyen de Jupiter découvert par l'astronome allemand Max Wolf le , est le premier objet à avoir été caractérisé comme un troyen : quelques semaines après sa découverte, l'astronome suédois Carl V. L. Charlier met en évidence qu'il est en orbite autour du  du couple Soleil-Jupiter.

, un troyen de Jupiter découvert par le LINEAR le , est considéré comme le premier troyen à avoir été observé : le , l'astronome américain Gareth V. Williams l'a identifié à , prédécouvert par l'astronome américain Edward E. Barnard le .

Troyens dans le Système solaire

Troyens des planètes 

Potentiellement, les points de Lagrange  et  de chacune des planètes du Système solaire pourraient contenir des astéroïdes. Concrètement, aucun n'a été détecté pour Mercure, sans doute en raison de l'instabilité de ses 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 Vénus 

Un astéroïde troyen de Vénus est connu : , situé au  du système Soleil-Vénus.

Troyens de la Terre 

Le projet  de la NASA a découvert en  le premier troyen de la Terre, , situé sur le point . Sa trajectoire particulière a rendu son observation difficile, qui a été ensuite confirmée par l'Observatoire Canada-France-Hawaï.

Fin , il est montré que l'astéroïde , découvert en , est également troyen de la Terre, ce qui en fait le deuxième objet connu de ce genre. Comme , il est situé autour de .

Troyens de Mars 

Neuf astéroïdes troyens de Mars sont connus : un situé au  du système Soleil-Mars et huit situés au point . Sept de ces huit astéroïdes appartiennent à la famille d'Eurêka.

Troyens de Jupiter 

Au ,  sont connus :  en  et  en . Jupiter, la planète la plus massive du Système solaire, est ainsi aussi celle qui possède, de loin, le plus grand nombre d'astéroïdes troyens connus (il est probable que Neptune en possède encore plus mais que la plupart nous soient encore inconnus). Les troyens de Jupiter sont d'ailleurs les premiers astéroïdes troyens à avoir été découverts. Lorsqu'il n'y a aucune ambiguïté, on parle d'ailleurs simplement d'astéroïde troyen sans mentionner le nom de Jupiter pour désigner ceux de cette planète.

Troyens de Saturne 
Aucun astéroïde troyen de Saturne n'est connu à ce jour (). Cette situation est probablement due à  la proximité de Jupiter.

Troyens d'Uranus 

Un astéroïde troyen d'Uranus est connu : , situé au  du système Soleil-Uranus.  serait aussi un troyen d'Uranus.

Troyens de Neptune 

Au , 28 astéroïdes troyens de Neptune sont connus : 24 situés au point  du système Soleil-Neptune et 4 au point . La population des troyens de Neptune est vraisemblablement bien plus grande que celle de Jupiter, mais la majeure partie en est encore inconnue.

Troyens de satellites naturels de Saturne 

Deux des satellites naturels de Saturne ont leurs propres troyens, qui sont par conséquent eux-mêmes satellites de Saturne. Les deux troyens de Téthys sont Télesto et Calypso, là où ceux de Dioné sont Hélène et Pollux.

Troyens du système Terre-Lune 

Le système Terre-Lune a pour sa part des nuages de poussières à ses points  et  : les nuages de Kordylewski.

Troyens de planètes mineures  
Des astéroïdes de la ceinture d'astéroïdes sont susceptibles de coorbiter avec . Parmi les troyens potentiels de la planète naine, figurent notamment  et , au voisinage du point  du couple Soleil-Cérès, ainsi que  et , au voisinage du point  du couple Soleil-Cérès.

D'autres astéroïdes de la ceinture principale sont susceptibles de coorbiter avec . Parmi les troyens potentiels du petit corps, figure notamment , au voisinage du point  du couple Soleil-Vesta.

Troyens extrasolaires 
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 » (sur le modèle d'« exoplanète »).

En 2007, Eric B. Ford et Matthew J. Holman examinent dans un article 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 , Michael Hippke publie un article 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  (limite à ).

Références

Voir aussi

Articles connexes 
 Astéroïdes troyens : troyen de la Terre () | troyens de Mars | troyens de Jupiter (liste) | troyen d'Uranus () | troyens de Neptune
 Lunes troyennes de Saturne : Calypso et Télesto (couple Saturne-Téthys) | Hélène et Pollux (couple Saturne-Dioné)
 Résonance orbitale | moyen mouvement | point de Lagrange

Liens externes 
 « Astéroïdes troyens : 2021, l’odyssée de Lucy », La Méthode scientifique, France Culture, .
 
 
 
 
 

Mécanique céleste
Joseph-Louis Lagrange