Dioné

Dioné est l'une des lunes glacées de taille moyenne de Saturne — la quatrième plus grande des satellites de la planète, avec un rayon moyen d'environ 561 km, orbitant à 377 400 km sur une trajectoire bien réglée, presque circulaire (inclinaison de seulement 0,019 degré), qu'elle boucle tous les 2,7 jours. C'est un monde de glace d'eau dure enveloppant un cœur rocheux, assez froid (environ moins 186 degrés Celsius) pour que sa glace se comporte comme de la pierre, et marqué par la double histoire inscrite sur presque tous les corps sans air de cette région : une cratérisation incessante venue d'en haut et une lente fissuration tectonique venue de l'intérieur.

Ce qui distinguait Dioné, bien avant que les sondes ne s'en approchent, c'étaient les traînées brillantes et fantomatiques drapées sur son hémisphère arrière. Pendant des décennies, elles furent simplement cataloguées comme un « terrain vaporeux », et ce n'est qu'à l'arrivée de l'orbiteur Cassini de la NASA que leur véritable nature devint claire — non pas du givre, mais un réseau de hautes falaises de glace.

Découverte par un Cassini, visitée par Cassini

L'astronome italo-français Giovanni Domenico Cassini repéra pour la première fois Dioné depuis l'Observatoire de Paris en mars 1684, en même temps que sa voisine Téthys. Il baptisa ses quatre découvertes saturniennes « Sidera Lodoicea » — les étoiles de Louis — en l'honneur de son mécène, Louis XIV. Cette étiquette flatteuse ne survécut pas. Dans les années 1840, John Herschel proposa à la place que les lunes de Saturne portent les noms des Titans de la mythologie grecque et de leur parentèle, et ce satellite devint Dioné, une Titanide qu'Homère présente comme la mère d'Aphrodite.

Il y a une belle symétrie dans le fait que la sonde qui a finalement cartographié Dioné en détail portait elle aussi le nom de Cassini. Entre 2005 et 2015, l'orbiteur Cassini effectua cinq survols ciblés de la lune. Son passage le plus proche eut lieu le 12 décembre 2011, lorsqu'elle frôla la surface à un peu moins de 100 km ; une rencontre ultérieure, plus distante, le 17 août 2015 — la dernière des cinq — recueillit des données de gravité avant que la mission ne poursuive vers sa fin spectaculaire à Saturne elle-même.

Le terrain vaporeux expliqué

Lorsque Voyager 1 la survola en 1980, ses caméras captèrent de pâles marques filiformes striant le côté arrière de Dioné, mais les images étaient trop grossières pour en dire la nature. L'hypothèse dominante — un fin revêtement de givre brillant — s'avéra fausse. Les vues à haute résolution de Cassini révélèrent que ces « volutes » sont les faces exposées de fractures tectoniques : de longs systèmes de falaises, certaines hautes de plusieurs centaines de mètres, où la croûte s'est écartée et affaissée. Une matière de surface plus sombre se détache des parois abruptes, laissant derrière elle de la glace d'eau fraîche et brillamment réfléchissante.

Ces réseaux de failles portent des noms tirés de l'Énéide de Virgile, en cohérence avec le thème classique de la lune — parmi eux, les Chasmata de Padoue, du Palatin et de l'Eurotas, des systèmes individuels s'étendant sur des centaines de kilomètres à travers l'hémisphère arrière. Leur présence est une preuve directe que Dioné fut autrefois tectoniquement active, fléchissant et se fissurant plutôt que de rester gelée et inerte. Des chercheurs ont même suggéré que ces fractures pourraient représenter une cousine mature et apaisée des évents en « rayures de tigre » qui entrent encore en éruption sur la proche Encelade.

Cratères et deux visages

Comme la plupart des lunes glacées de Saturne, Dioné présente en permanence un hémisphère tourné vers l'avant tandis qu'elle orbite, et les deux côtés paraissent étonnamment différents. Les anciennes plaines sont criblées de cratères d'impact, les plus grands nommés — Énée, d'environ 160 km, et Didon, d'environ 120 km de diamètre — tirés de l'Énéide de Virgile, ainsi que le géant Évandre, un bassin d'impact meurtri d'environ 350 km de large près du pôle sud. De façon déroutante, le terrain le plus fortement cratérisé se trouve du côté arrière, à l'opposé de ce que prédit la simple mécanique orbitale, ce qui laisse penser que Dioné aurait pu être retournée et réorientée par un impact majeur à un moment de son passé.

Sous la croûte cratérisée, Dioné est composée à peu près pour moitié de roche et pour moitié de glace en masse, avec une densité proche de 1,5 fois celle de l'eau. Cela indique un noyau riche en silicates d'environ 400 km de rayon, enveloppé d'une épaisse coquille glacée.

Un océan caché et un souffle d'air

Dioné n'est pas manifestement active aujourd'hui, mais les indices d'un océan enfoui sont intrigants. En 2016, des chercheurs de l'Observatoire royal de Belgique réanalysèrent les mesures de gravité de Cassini et découvrirent que les données correspondaient le mieux si la croûte glacée de Dioné flottait sur un océan global d'eau liquide à environ 100 km de profondeur, pris en sandwich entre la coquille externe et le noyau rocheux profond. Si elle se confirme, cette hypothèse placerait Dioné dans le même club select qu'Encelade, Europe et Titan en tant que monde à océan souterrain potentiel — maintenu chaud, en partie, par la traction de marée de sa résonance orbitale 1:2 avec Encelade.

La lune porte aussi la plus infime trace d'une atmosphère. Lors d'un survol en 2010, les instruments de Cassini détectèrent une exosphère ténue d'oxygène moléculaire, probablement arrachée à la glace de surface par des particules chargées piégées dans la magnétosphère de Saturne. Elle est bien trop ténue pour être respirable, ou même pour être qualifiée de véritable atmosphère, mais elle fait de Dioné une surface chimiquement active plutôt qu'entièrement morte.

Des escortes aux points de Lagrange

Dioné est l'une des rares lunes connues à encadrer ses propres compagnes. Deux minuscules satellites, Hélène et Pollux (Polydeuces), partagent l'orbite de Dioné mais la précèdent et la suivent aux points de Lagrange gravitationnellement stables — Hélène en avance de 60 degrés en L4, Pollux en retard de 60 degrés en L5. Parce qu'elles occupent l'orbite de Dioné plutôt que de tourner autour d'elle, elles sont connues comme les lunes troyennes de Dioné, un arrangement dont l'équivalent ne se retrouve ailleurs que chez Téthys et sa propre paire de compagnes co-orbitales.

Comment repérer Dioné

Dioné est bien à la portée d'une lunette d'amateur, bien que ce soit une cible exigeante car elle se blottit contre la brillante Saturne. Avec une magnitude d'environ 10, c'est l'une des lunes saturniennes les plus faciles à capter après Titan, Rhéa, Japet et Téthys, apparaissant comme un faible point semblable à une étoile près des anneaux. Une lunette de 100 mm d'ouverture ou plus, par une nuit stable, la montrera changer de position d'heure en heure et de nuit en nuit à mesure qu'elle file autour de la planète tous les 2,7 jours. Un logiciel de planétarium ou une éphéméride aide énormément à la distinguer de ses lunes sœurs et des étoiles d'arrière-plan.