Mercure et Vénus sont les uniques planètes du système solaire dépourvues de lune. D'où vient cette singularité ?

Saturne est devenue la planète du système solaire qui possède le plus grand nombre de lunes connues. Avec ses 82 satellites naturels, elle devance Jupiter qui n’en possède « que » 79. Uranus a 27 lunes. Neptune en a 14. Mars en possède 2. La Terre en possède une. D’ailleurs, la nôtre porte tout simplement le nom de « Lune ». Mais pourquoi Mercure et Vénus n’en ont-elles aucune ?

Plutôt que de considérer Mercure et Vénus comme singulières car elles n’ont pas de lune, peut-être faudrait-il d’abord s’étonner que la Terre et Mars en possèdent. « La Terre n’a qu’une seule lune et c’est le fruit du hasard », nous explique Florent Deleflie, astronome à l’Observatoire de Paris. Il existe plusieurs hypothèses pour expliquer l’existence de la Lune : la plus connue est celle d’un impact géant entre la jeune Terre et un embryon de planète. La matière rejetée en orbite (à la fois par l’astre et le manteau terrestre) se serait agglomérée pour former la Lune. Il est même possible que cet impact qui aurait créé la Lune ait aussi favorisé l’apparition de la vie sur Terre. Quant à Mars, on présume que ses deux satellites naturels, Phobos et Déimos, sont certainement des astéroïdes qui ont été capturés par la planète.

La Lune et la Terre. // Source : Flickr/CC/Kevin Gill

« Dans le système solaire interne, il y a peu de satellites de grande taille », fait remarquer Florent Deleflie. Le système solaire interne regroupe Mercure, Vénus, la Terre et Mars, c’est-à-dire des planètes telluriques. Les planètes telluriques sont composées de roches, sont relativement denses et leurs dimensions restent modestes. Par opposition, le système solaire externe regroupe les planètes géantes, soit les géantes gazeuses Jupiter et Saturne, et les géantes de glace Uranus et Neptune. « Les planètes du système solaire externe ont des masses plus importantes. Ce sont des puits d’attraction gravitationnelle. Ces grandes planètes sont des sources d’attraction », complète l’astronome.

On peut ainsi imaginer l’effet exercé par Saturne, Jupiter, Uranus ou Neptune en les comparant à des sortes de « mini Soleil ». Autour du Soleil, les planètes se seraient formées par agrégation de matière dans un disque protoplanétaire, selon le modèle communément admis. De la même façon que les corps se seraient formés autour du Soleil, les lunes auraient pu se former autour des planètes du système solaire externe. À proximité du Soleil, il n’y aurait pas eu une telle formation de satellites.

La communauté scientifique s’est cependant penchée attentivement sur les cas de Mercure et Vénus — jusqu’à leur imaginer des lunes qui n’existaient pas.

Mercure ne pourrait pas retenir une lune

La Nasa détaille le cas de Mercure, la planète du système solaire qui se trouve la plus près du Soleil. «  Mercure est si proche du Soleil et de sa gravité [qu’]elle ne serait pas capable de retenir sa propre lune », selon l’agence spatiale. Si Mercure possédait une lune, la Nasa indique que cet astre risquerait de heurter la planète ou qu’il se mettrait en orbite autour du Soleil, vers lequel il serait attiré.

Mercure reprochant de façon beaucoup trop mignonne au Soleil que c’est de sa faute si elle n’a pas de lune. // Source : Nasa

En 1974, les scientifiques ont très brièvement supposé l’existence d’une lune autour de Mercure, pendant la mission de la sonde spatiale Mariner 10 de la Nasa (qui devait permettre d’étudier à la fois Mercure et Vénus). Peu avant le survol de Mercure, un instrument de la sonde a enregistré un surprenant rayonnement ultraviolet. Finalement, il ne s’agissait pas d’une lune mais de 31 Crateris, une étoile binaire.

En 2012, la Nasa a pourtant annoncé la « première preuve que Mercure [possédait] un petit satellite ou une lune », image à l’appui. On y voyait un petit point lumineux dans le voisinage de l’astre, pour lequel l’Union astronomique internationale avait déjà proposé un nom. Il s’agissait en fait d’un poisson d’avril. La sonde Messenger, qui a étudié Mercure entre 2011 et 2015, n’a au contraire trouvé aucun satellite autour de la planète.

Vénus aurait-elle un jour possédé une lune ?

L’absence de Lune autour de Vénus intrigue beaucoup la communauté scientifique, depuis plusieurs siècles. En 1645, Francesco Fontana, un astronome italien, croit discerner que Vénus possède bien un satellite. D’autres observateurs du ciel vont ensuite régulièrement consigner qu’ils ont aussi vu un compagnon de Vénus. En 1887, l’astronome belge Paul Stroobant s’intéresse aux observations de cette hypothétique lune, « Neith » : il montre qu’il s’agissait en fait d’étoiles brillantes.

En 2002, une « quasi-lune » de Vénus a été identifiée : il s’agit de l’astéroïde « (524522) 2002 VE68 ». Il n’est pas considéré comme un véritable satellite de Vénus car son orbite est centrée sur le Soleil. Cette orbite est en forme de fer à cheval : elle est à la fois en coordination avec Vénus et avec le Soleil.

Vénus. // Source : Wikimedia/Domaine public/Pioneer Venus Orbiter (photo recadrée)

Quatre ans plus tard, des scientifiques se sont encore penchés sur la mystérieuse absence de lune autour de Vénus. Lors d’une conférence de la Division for Planetary Sciences (qui fait partie de l’Union américaine d’astronomie) organisée en Californie, deux chercheurs de Caltech ont proposé un nouveau modèle. D’après leur hypothèse, Vénus aurait bien possédé une lune dans le passé mais elle aurait été détruite, a rapporté Scientific American.

Le scénario a des similitudes avec celui retenu pour expliquer la formation de la Lune autour de la Terre. Dans cette version, Vénus aurait aussi été heurtée, non pas par un corps céleste, mais par deux. Le premier impact aurait créé une lune et modifié le sens de rotation de Vénus. Le second impact aurait à nouveau modifié le sens de rotation de la planète, et perturbé ses interactions avec sa lune. Celle-ci aurait été détruite en venant s’écraser contre Vénus. L’hypothèse semble séduisante, mais il faudrait pouvoir analyser les roches de la planète pour espérer confirmer qu’une lune a bien un jour accompagné Vénus dans sa ronde autour du Soleil.

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