Les lunes troyennes de Saturne

Mis à jour le 19 octobre 2026 · 5 min de lecture

Les lunes troyennes de Saturne sont quatre petites lunes qui partagent l'orbite d'une lune plus grande, placées près des points de Lagrange stables situés 60° devant ou derrière elle. Télesto et Calypso accompagnent Téthys ; Hélène et Pollux (Polydeuces) accompagnent Dioné. Saturne est la seule planète connue dont les lunes possèdent des compagnes troyennes, une configuration qu'on rencontre ailleurs pour les planètes elles-mêmes, comme les astéroïdes troyens de Jupiter.

Qu'est-ce qu'une lune troyenne ?

Dans un système de deux corps, comme Saturne et l'une de ses lunes, il existe cinq points où un troisième objet, bien plus petit, peut garder une position fixe par rapport aux deux autres. Ce sont les points de Lagrange, du nom du mathématicien Joseph-Louis Lagrange (XVIIIe siècle). Deux d'entre eux, L4 et L5, se trouvent sur l'orbite de la lune, 60° devant et 60° derrière, chacun formant un triangle équilatéral avec Saturne et la lune. Ces points sont stables : un objet légèrement déplacé tourne autour au lieu de s'en échapper.

Le terme « troyen » vient des astéroïdes découverts aux points L4 et L5 de Jupiter, baptisés d'après les héros de la guerre de Troie. Par extension, tout petit corps partageant une orbite à ces points est dit troyen. Les lunes troyennes de Saturne ne restent pas exactement sur les points : elles oscillent autour, on dit qu'elles « librent », sur des périodes de quelques centaines de jours à quelques années, en décrivant des trajectoires en têtard dans un repère qui tourne avec la lune hôte.

Rien à voir avec le couple Janus et Épiméthée, deux lunes de masses comparables qui échangent leurs orbites au lieu de garder un écart fixe.

Télesto et Calypso, les compagnes de Téthys

Téthys, lune de 1 060 km composée surtout de glace d'eau, possède deux troyennes. Télesto la précède d'environ 60° et Calypso la suit d'environ 60°. Toutes deux ont été découvertes depuis la Terre en 1980, lors du passage dans le plan des anneaux qui atténuait leur éclat : Calypso en mars 1980 par Dan Pascu, Kenneth Seidelmann, William Baum et Douglas Currie à l'US Naval Observatory, Télesto en avril 1980 par Bradford Smith, Harold Reitsema, Stephen Larson et John Fountain. Les Voyager les ont confirmées la même année.

Les images de Cassini montrent Télesto comme un corps remarquablement lisse, d'environ 33 × 24 × 20 km, avec peu de cratères visibles, comme s'il était recouvert de poussière fine. Calypso, d'environ 30 × 23 × 14 km, est irrégulière et compte parmi les objets les plus réfléchissants du Système solaire, propriété attribuée au dépôt de particules glacées de l'anneau E, lui-même alimenté par les geysers d'Encelade.

Dans la mythologie, Télesto et Calypso sont des filles des Titans Téthys et Océan ; Calypso est surtout connue comme la nymphe qui retint Ulysse des années sur son île dans l'Odyssée d'Homère.

Hélène et Pollux, les compagnes de Dioné

Dioné, d'environ 1 120 km de diamètre, a elle aussi deux troyennes. Hélène, qui la précède au point L4, a été découverte le 1er mars 1980 par les astronomes français Pierre Laques et Jean Lecacheux à l'observatoire du Pic du Midi. C'est la toute première lune troyenne jamais identifiée. Mesurant environ 36 × 32 × 30 km, elle a été photographiée de près par Cassini en 2010 et 2011. Les images montrent une surface en partie couverte d'un matériau lisse à grain fin, creusée de ravines qui suggèrent que cette matière a glissé le long des pentes malgré la gravité infime d'Hélène.

Pollux, qui suit Dioné au point L5, est minuscule : environ 3 km. L'équipe d'imagerie de Cassini l'a découverte sur des images d'octobre 2004. Son mouvement de libration est exceptionnellement ample : au lieu de rester près de 60° derrière Dioné, elle se déplace sur plusieurs dizaines de degrés le long de l'orbite. Son nom officiel, Polydeuces, est la forme grecque de Pollux, frère d'Hélène de Troie, ce qui l'associe joliment à sa voisine.

Pourquoi seulement Saturne ?

Aucune autre planète ne possède de lunes troyennes connues. Les lunes moyennes de Saturne, assez massives pour créer des points de Lagrange stables et dotées d'orbites presque circulaires et peu inclinées, offrent des conditions favorables. L'origine de ces troyennes reste discutée : il pourrait s'agir de restes de la formation de leurs lunes hôtes, ou de débris d'impacts capturés dans les zones stables. Leurs surfaces lisses tiennent peut-être à la pluie continue de particules de l'anneau E dans cette région du système.

Pour une vue d'ensemble des lunes et de leurs familles, voir combien de lunes compte Saturne et la liste des lunes de Saturne.

Sources

• NASA Science : les lunes de Saturne
• NASA : mission Cassini
• Porco, C. C. et al., « Cassini imaging science: initial results on Saturn's rings and small satellites », Science 307 (2005)
• Thomas, P. C., « Sizes, shapes, and derived properties of the saturnian satellites after the Cassini nominal mission », Icarus 208 (2010)