Il y a quelques années, les astronomes pensaient avoir trouvé des anneaux vaporeux autour de la lune Rhéa de Saturne. Maintenant, de nouvelles observations ont montré quelque chose d'autre autour de Rhea qui était complètement inattendu: une atmosphère d'oxygène. En mars de cette année, le vaisseau spatial Cassini a fait un survol rapproché de Rhea et a enregistré des données montrant une atmosphère mince composée d'oxygène et de dioxyde de carbone.
La source d'oxygène n'est pas vraiment une surprise: la densité de Rhea de 1,233 fois celle de l'eau liquide suggère que Rhea est aux trois quarts de glace et au quart de roche. L’atmosphère ténue de la lune est maintenue par la décomposition chimique continue de l’eau glacée à la surface de la lune par irradiation de la magnétosphère de Saturne.
De l'oxygène a également été récemment détecté dans l'atmosphère de deux des lunes de Jupiter, Europa et Ganymède. Puisque l'oxygène est un composant principal de l'atmosphère entourant les anneaux de Saturne, les astronomes pensent qu'il pourrait y avoir des atmosphères similaires autour d'autres lunes glacées qui orbitent à l'intérieur de la magnétosphère de Saturne.
"Les nouveaux résultats suggèrent que la chimie active et complexe impliquant l'oxygène peut être assez courante dans tout le système solaire et même dans notre univers", a déclaré l'auteur principal Ben Teolis, un scientifique de l'équipe Cassini basé au Southwest Research Institute à San Antonio. «Une telle chimie pourrait être une condition préalable à la vie. Toutes les preuves de Cassini indiquent que Rhea est trop froide et dépourvue de l'eau liquide nécessaire à la vie telle que nous la connaissons. »
Bien sûr, il y a toujours la possibilité de vivre comme on ne le sait pas.
Et, il doit y avoir une sorte de matières organiques sur la lune - ce qui signifie des composés de carbone. La source du dioxyde de carbone dans l'atmosphère de Rhea n'est pas encore connue, mais sa présence suggère que des réactions de radiolyse entre les oxydants et les matières organiques se poursuivent à la surface de la lune.
En ce qui concerne ces nouvelles découvertes ayant un rapport avec l'hypothèse exclue des anneaux autour de Rhea, Teolis a déclaré à Space Magazine qu'il y avait encore beaucoup de choses sur l'environnement de Rhea qui reste à déterminer. "L'épuisement des électrons est actuellement inexpliqué", a déclaré Teolis dans un courriel. La chute nette et symétrique des électrons détectée autour de Rhea a été la première découverte derrière la théorie des anneaux. "Notre pensée actuelle est qu'elle peut être liée à l'ionisation de l'atmosphère, peut-être en conjonction avec la charge électrostatique de la surface de Rhea, mais je n'ai pas de réponse définitive à ce stade. L'interaction atmosphère - magnétosphère est un problème complexe qui prendra un certain temps à se régler. Mais pour la première fois sur une lune glacée, les découvertes de Cassini nous donnent une fenêtre d'observation in situ sur cette interaction, dont la compréhension est encore très théorique. Nous y travaillons. "
Ces dernières données proviennent du spectromètre de masse ionique et neutre de Cassini et du spectromètre à plasma Cassini lors des survols le 26 novembre 2005, le 30 août 2007 et le 2 mars 2010. Le spectromètre de masse ionique et neutre a vu des densités maximales d'oxygène d'environ 50 milliards de molécules par mètre cube (1 milliard de molécules par pied cube). Il a détecté des pics de densité de dioxyde de carbone d'environ 20 milliards de molécules par mètre cube (environ 600 millions de molécules par pied cube).
Le spectromètre à plasma a vu des signatures claires de flux d'ions positifs et négatifs, avec des masses correspondant à des ions d'oxygène et de dioxyde de carbone.
Les scientifiques ont déclaré que l'oxygène semble monter dans une atmosphère lorsque le champ magnétique de Saturne tourne sur Rhéa. Des particules énergétiques piégées dans le champ magnétique de la planète parsèment la surface de la glace d'eau de la lune. Ils provoquent des réactions chimiques qui décomposent la surface et libèrent de l'oxygène.
La libération d'oxygène par irradiation de surface pourrait aider à générer des conditions favorables à la vie dans un corps glacial autre que Rhea qui a de l'eau liquide sous la surface, a déclaré Teolis. Si l'oxygène et le dioxyde de carbone de la surface pouvaient d'une manière ou d'une autre être transportés vers un océan souterrain, cela fournirait un environnement beaucoup plus hospitalier pour la formation de composés plus complexes et la vie.
Les scientifiques ne savent pas comment le dioxyde de carbone est libéré. Cela pourrait être le résultat de «glace sèche» piégée dans la nébuleuse solaire primordiale, comme c'est le cas avec les comètes, ou cela pourrait être dû à des processus d'irradiation similaires opérant sur les molécules organiques piégées dans la glace d'eau de Rhea. Le dioxyde de carbone pourrait également provenir de matériaux riches en carbone déposés par de minuscules météores qui ont bombardé la surface de Rhea.
"Rhea s'avère être beaucoup plus intéressant que nous ne l'avions imaginé", a déclaré Linda Spilker, scientifique du projet Cassini au JPL. "La découverte de Cassini met en évidence la riche diversité des lunes de Saturne et nous donne des indices sur la façon dont elles se sont formées et ont évolué."
Cette recherche paraît dans le numéro du 25 novembre 2010 de Science Express.
Sources: Science, JPL, échange d'e-mails avec Teolis
