Faits: A. Par ordonnance du 18 décembre 2008, le Juge d'instruction du canton de Vaud a renvoyé X._ devant le Tribunal de police de l'arrondissement de l'Est vaudois comme accusé d'actes d'ordre sexuel avec des enfants et de tentative de cette infraction. Sur recours de X._, le Tribunal d'accusation du Tribunal cantonal vaudois, par arrêt du 4 février 2009, a annulé cette décision et prononcé un non-lieu en faveur de l'intéressé. B. Cet arrêt retient, en résumé, ce qui suit. B.a X._ a été mis en cause pour avoir, depuis son domicile, entre février 2006 et janvier 2007, exhibé ses organes génitaux devant sa webcam et s'être masturbé ouvertement devant un garçon mineur, dont il connaissait ou devait connaître l'âge. Il a également été mis en cause pour avoir, le 16 novembre 2006, proposé à une jeune fille répondant au surnom de "girlypop", abordée dans l'aire des moins de 16 ans du site chat-land.org et dont il savait qu'elle n'avait que 13 ans, de le "mater", avant d'exhiber ses organes génitaux et de se masturber devant sa webcam. La surnommée "girlypop" était en réalité un agent en mission, rattaché au Service de coordination de la lutte contre la criminalité sur Internet (SCOCI). B.b Entendu le 24 janvier 2007 par la police, X._, dans l'ignorance de la méthode de surveillance ayant permis son identification, a admis s'être masturbé devant sa webcam alors qu'il était en liaison avec des mineurs de moins 16 ans. Le lendemain, toujours sans savoir comment il avait été repéré, il a confirmé ses aveux devant le magistrat instructeur. B.c En bref, le prononcé d'un non-lieu a été justifié par le fait que les informations recueillies lors de l'investigation secrète, lesquelles avaient permis d'identifier X._ et avaient abouti à ce que ce dernier passe des aveux, ne pouvaient être utilisées, dès lors qu'elles avaient été effectuées par un agent non autorisé. En application de l'art. 158 CPP/VD, les frais ont néanmoins été mis à la charge de X._. C. Le Ministère public du canton de Vaud forme un recours en matière pénale au Tribunal fédéral, pour violation de la loi fédérale sur l'investigation secrète (LFIS; RS 312.8). Il conclut à l'annulation de l'arrêt attaqué et au renvoi de la cause à l'autorité cantonale pour nouvelle décision. Des déterminations n'ont pas été requises.