Эта автоматическая станция исследует систему Сатурна с 2004 года. Бен Теолис (Ben Teolis) из Юго-западного исследовательского института (США) и его коллеги, в статье, опубликованной в журнале Science, приводят данные, полученные "Кассини" во время пролета мимо Реи в марте 2010 года.
Спутник Сатурна Рея, названный по имени одной из дочерей греческих богов Урана и Геи, был открыт астрономом Джованни Кассини (Giovanni Cassini) в 1672 году. Это вторая по величине после Титана луна Сатурна, ее диаметр составляет около 1,5 тысячи километров. Согласно расчетам ученых, это небесное тело примерно на 75% состоит из водяного льда.
Ранее считалось, что Рея не имеет атмосферы. Однако приборы "Кассини", пролетевшего 10 марта в 97 километрах от поверхности спутника, показали, что вокруг этой луны есть разреженная атмосфера из кислорода и углекислого газа.
"Эта атмосфера, видимо, поддерживается благодаря химическому разложению поверхностного водяного льда под влиянием плазмы магнитосферы Сатурна", - пишут ученые.
Масс-спектрометр INMS на борту "Кассини" обнаружил, что при максимальном сближении концентрация кислорода в атмосфере Реи превышает 50 миллиардов молекул на кубический метр, а углекислого газа - более 20 миллиардов на кубометр. Это примерно в 100 миллионов раз меньше, чем в земной атмосфере на высоте 100 километров. Однако и сила тяжести на Рее примерно в 50 раз меньше, чем на Земле.
При этом атмосфера Реи оказалась несимметричной - молекулы СО2 наблюдались почти исключительно на дневной стороне спутника. Концентрация кислорода оказалась более симметричной, однако и она оказалась сдвинута в "сторону дня".
В статье говорится, что ранее ученые фиксировали признаки кислорода и углекислоты вокруг ледяных спутников Юпитера. В частности, инфракрасный спектрометр на борту аппарата "Галилео" (Galileo) "заметил" СО2 в атмосфере Каллисто, а телескоп "Хаббл" зафиксировал ультрафиолетовую флюоресценцию молекул кислорода на Ганимеде и Европе.
По мнению ученых, разреженную атмосферу Реи, как и других ледяных лун порождает магнитосфера планет-гигантов, точнее "застрявшая" в ней плазма - заряженные ионы и электроны. Ионная бомбардировка льда приводит к расщеплению молекул воды и появлению молекул кислорода. Мощность "кислородной фабрики" на Рее составляет около 2,5 на 10 в 25-й степени молекул в секунду. При этом оценка массы кислорода, запасенного в ледяных полостях Реи, составляет около 40 тысяч тонн.
В свою очередь, СО2 может возникать в результате окисления органический соединений на поверхности. Кроме того, он может выделяться из недр самого спутника.
Асимметрия атмосферы объясняется "разбуханием" атмосферы под действием тепла на дневной стороне спутника - поскольку СО2 значительно менее летуч, нежели кислород, он быстрее конденсируется на холодной стороне.
Миссия "Кассини - Гюйгенс" - совместный проект космических агентств США, Европы и Италии по изучению Сатурна. Космический зонд "Кассини" со спускаемым аппаратом "Гюйгенс" был запущен в 1997 году и достиг орбиты планеты 1 июля 2004 года. "Гюйгенс" изучил атмосферу и поверхность Титана, спутника Сатурна, а "Кассини" после отделения аппарата продолжил изучение планеты и ее спутников.
В конце сентября "Кассини" начал новый этап своей миссии, получивший название"Солнцестояние" (Solstice): срок работы аппарата продлен до 2017 года, а сам зонд даст ученым возможность впервые детально изучить весь сезонный период Сатурна.
