Rhéa, la deuxième lune de Saturne
Rhéa est la deuxième plus grande lune de Saturne, avec 1 527 km de diamètre, et la neuvième du Système solaire. C'est un monde froid de glace et de roche, couvert de cratères, qui semble avoir peu changé depuis des milliards d'années. En 2010, la sonde Cassini a découvert que Rhéa est entourée d'une exosphère d'oxygène et de dioxyde de carbone extrêmement ténue. La NASA l'a présentée comme la première capture directe, par une sonde, de molécules d'une atmosphère d'oxygène autour d'un autre monde que la Terre.
Sommaire
Découverte et nom
Jean-Dominique Cassini découvre Rhéa le 23 décembre 1672, sa deuxième découverte après Japet l'année précédente. C'est la troisième lune de Saturne connue, après Titan. John Herschel la baptise en 1847 d'après Rhéa, la Titanide sœur et épouse de Cronos et mère de Zeus ; dans la tradition romaine, elle correspond à Ops, parèdre de Saturne (la famille mythologique de Saturne).
Rhéa est à peine plus petite que Titania, satellite d'Uranus, et à peine plus grande qu'Obéron, avec lequel on la compare souvent. Avec une densité de 1,24 g/cm³, elle se compose en masse d'environ trois quarts de glace et un quart de roche.
Une surface très ancienne
La surface de Rhéa est saturée de cratères, pour beaucoup anciens et érodés, ce qui en fait l'une des archives les mieux conservées du bombardement dans le Système solaire externe. Ses deux plus grands bassins, Tirawa et Mamaldi, s'étendent chacun sur plusieurs centaines de kilomètres. Sur ce fond ancien, un cratère se distingue : Inktomi, environ 48 km de diamètre, entouré d'une gerbe de rayons clairs qui en fait l'une des plus jeunes grandes structures de la lune.
Comme sur Dioné, l'hémisphère arrière est parcouru de traînées claires. Cassini a montré qu'il s'agit là aussi de réseaux de fractures et de falaises de glace : même cette lune d'apparence paisible a été étirée et fissurée à un moment de son histoire. Contrairement à Dioné, Rhéa présente peu d'autres signes d'activité interne, et aucun océan n'y est connu.
Son intérieur reste débattu. Les données de gravité du survol de 2005 ont d'abord été interprétées comme le signe d'un mélange presque homogène de glace et de roche ; des analyses ultérieures ont plaidé pour une séparation partielle entre un noyau rocheux et un manteau glacé. Les mesures dépendent fortement des hypothèses sur la forme et la rotation de Rhéa, et la question reste ouverte.
L'exosphère d'oxygène et de dioxyde de carbone
Lors d'un survol rapproché en mars 2010, les instruments de Cassini « reniflent » une très faible enveloppe d'oxygène moléculaire et de dioxyde de carbone autour de Rhéa. L'oxygène se forme lorsque les particules énergétiques de la magnétosphère de Saturne frappent la glace de surface et cassent les molécules d'eau, un processus appelé radiolyse. Le dioxyde de carbone pourrait provenir du même mécanisme appliqué à de la matière carbonée en surface, ou de composés organiques apportés par des poussières.
Cette exosphère est extraordinairement ténue, plus de mille milliards de fois moins dense que l'air terrestre au niveau de la mer, et ne pourrait entretenir ni vie ni météo. Son intérêt est ailleurs : elle montre comment la chimie induite par le rayonnement produit des oxydants sur les mondes glacés. Sur des lunes à océan souterrain comme Europe ou Encelade, de tels oxydants entraînés jusque dans l'eau pourraient fournir de l'énergie chimique, un élément clé de l'habitabilité (la vie sur Titan et Encelade).
Rhéa a-t-elle des anneaux ?
En 2008, une équipe analysant les données de particules chargées de Cassini signale des chutes brusques et symétriques du nombre d'électrons de part et d'autre de Rhéa. Elle propose qu'un disque de débris, peut-être structuré en anneaux étroits, orbite autour de la lune : Rhéa serait alors la première lune connue à posséder des anneaux. Des recherches dédiées par imagerie, menées par Cassini en 2009 et 2010 pour détecter la lumière solaire diffusée par une telle matière, ne trouvent rien. La plupart des scientifiques jugent aujourd'hui l'hypothèse non confirmée et peu probable ; les chutes d'électrons ont sans doute une autre explication.
Exploration
Les Voyager photographient Rhéa en 1980 et 1981, Voyager 1 depuis environ 74 000 km. Cassini réalise plusieurs survols ciblés entre 2005 et 2013, dont certains à moins de 100 km de la surface, et l'image à de nombreuses reprises pendant ses 13 années autour de Saturne. Rhéa est aussi une cible appréciée des astronomes amateurs : vers la magnitude 10, c'est la deuxième lune la plus brillante de Saturne après Titan, visible dans un télescope modeste (conseils d'observation au télescope).
Questions fréquentes
Quelle est la deuxième plus grande lune de Saturne ?
Rhéa, avec 1 527 km de diamètre, est la deuxième lune de Saturne après Titan. C'est aussi la neuvième plus grande lune du Système solaire.
Rhéa a-t-elle une atmosphère ?
Rhéa possède une exosphère extrêmement ténue d'oxygène et de dioxyde de carbone, découverte par Cassini en 2010. Elle est produite par le rayonnement qui casse la glace de surface et reste bien trop raréfiée pour être respirée.
Rhéa a-t-elle des anneaux ?
Probablement pas. Une étude de 2008 en avait suggéré à partir de données de particules, mais les recherches par imagerie de Cassini n'ont trouvé aucune matière annulaire, et l'hypothèse est considérée comme non confirmée.
De quoi est faite Rhéa ?
Rhéa se compose en masse d'environ trois quarts de glace d'eau et un quart de roche. On ignore encore si la roche s'est rassemblée en un noyau distinct.
Sources
- NASA Science : Rhéa
- Teolis, B. D., et al., « Cassini finds an oxygen–carbon dioxide atmosphere at Saturn's icy moon Rhea », Science 330 (2010)
- Jones, G. H., et al., « The dust halo of Saturn's largest icy moon, Rhea », Science 319 (2008)
- Tiscareno, M. S., et al., recherche d'anneaux autour de Rhéa par imagerie Cassini, Geophysical Research Letters 37 (2010)