Dioné

   Dioné est le 12e satellite de Saturne connu. Il a deux visages. L'un cratérisé, l'autre avec des stries blanchâtres et brillantes. Il aurait basculé plusieurs fois. Il est nécessaire d'utiliser un télescope de 200 mm minimum pour l'apercevoir. 

   Dans la mythologie grecque Dioné, fille de Téthys et Ouranos,  fut aimée de Zeus et enfanta Aphrodite.

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1. Présentation

   Dioné a été découvert en 1684 par Jean Dominique Cassini. C'est un corps de glace et de roches  avec une densité de 1,43 ce qui est en fait le plus dense après Titan. Dioné est probablement composé d'un noyau de roches silicatées qui occuperait 1/3 de sa masse, le reste étant de la glace d'eau.

   Situé à quelques 317 000 km de Saturne, Dioné apparaît plus gros que les observations depuis la Terre, le laissait penser, son diamètre atteignant 1 120 km. Il est en résonance 1:2 avec Encelade, dans l'anneau E.  Ce dernier n'est guère supérieur à celui de Téthys (1 060 km) et sa densité de 1,4 contre 1,1 pour Téthys laisse supposer que Dioné est de nature particulière. En effet c'est le satellite de glace qui a la densité la plus élevée. Il possède probablement une plus grande fraction de matériaux rocheux et donc une source plus importante de chaleur radioactive. Sur Dioné, la glace serait mélangée à de la roche, dans laquelle on imagine des éléments radioactifs en quantités appréciables. Ainsi s'expliquerait au cours du temps astronomique, une agitation que révèle le sol, découvert par Voyager 1 le 12 novembre 1981 en passant à 161 250 km.

    Les craquelures observées  semblent nées d'un processus, comme si, sous l'effet d'une chaleur interne, un large dégazage de l'objet avait rejeté dans l'environnement vapeur d'eau et méthane. A une arrivée en surface de matériaux pâteux, il faut imputer des structures de gel très caractéristiques, Dioné étant passé par divers stades de transformation. Les chercheurs pensent que juste après sa formation, encore chaud, Dioné était actif. Des processus (volcanisme de glace ?) ont remodelé une grande partie de la surface, la laissant presque entièrement striée à la fin de cette activité interne. Cet épisode fut suivi d'impacts qui furent moins violents sur la face "arrière" (trop petits pour être visibles sur les images de la sonde Voyager) tandis qu'ils se concentrèrent sur la face "avant" effaçant ainsi les stries, qui restèrent intacts sur l'autre côté.

    Bien que légèrement plus petit, Dioné est  très semblable à Rhéa, mais n'est pas son jumeau pour autant. Ils ont tous les deux une composition, un albédo et des terrains similaires. Dioné a probablement été stabilisé par gradient de gravité depuis des milliards d'années. Cela apparaît sur l'albédo des hémisphères "avant" et "arrière". L'albédo décroît de l'hémisphère "avant" à l'hémisphère "arrière" en raison de dépôts micro - météoritiques plus importants sur l'hémisphère "avant".

2. Caractéristiques

3. Disparités

    L'attention des chercheurs est attirée par une curieuse dissymétrie entre les 2 hémisphères. Comme tous les satellites proches d'une grosse planète, il est stabilisé par gradient de gravité, c'est-à-dire qu'il présente toujours la même face à Saturne. La disparité porte sur l'hémisphère "avant ou proue" celui qui se trouve dans le sens du déplacement sur son orbite. L'autre hémisphère est baptisé "arrière ou poupe". La proue est beaucoup plus brillante et cratérisée que la poupe. Le sombre hémisphère poupe apparaît çà et là coupé de raies blanches dans lesquelles il faut voir des lèvres de glace.   

    Dioné offre une certaine ressemblance avec Ganymède, le satellite de Jupiter (à droite), où nous voyons des zones sombres anciennes et très cratérisées et des zones claires plus jeunes avec des régions déformées par la tectonique. La surface de Dioné présente de nombreux cratères dépassant les 100 km de diamètre. Beaucoup d'entre eux possèdent un piton central, signe d'un rebond et certains présentent des traînées brillantes regardées par certains chercheurs comme des coulées de glace. Une des particularités remarquables est de montrer une face brillante et une face sombre, la première abritant des plaines saturées de cratères, tandis que la seconde comporte un réseau de traînées brillantes au centre duquel nous distinguons un grand bassin (Amata), vestige probablement d'un grand cratère d'impact.

http://photojournal.jpl.nasa.gov/browse/PIA00716.jpg

4. Surface

  La surface de Dioné est principalement constituée de glace d'eau avec des traces de silicates. Dioné est le second satellite à avoir une densité élevée, après Titan.  L'hémisphère "avant", celui qui fait face au sens de la marche en orbite, est plus brillant et plus cratérisé que l'hémisphère "arrière". La densité de cratères varie d'un endroit à l'autre, indiquant que plusieurs périodes de remodelage ont pris place au cours des premiers milliards d'années de son histoire. Dioné semble avoir été géologiquement plus active que Téthys, probablement en raison de la plus grande quantité de radioactivité disponible. La surface de Dioné inclut des terrains fortement cratérisés, des plaines modérément cratérisées, des plaines légèrement cratérisées et de la matière blanchâtres et brillantes.   

    Les stries brillantes, que l'on observe sur l'hémisphère "arrière",  qui se mêlent à la partie foncée de la surface sont d'origine incertaine mais peuvent être des failles liées aux défauts de surface par lesquelles la glace d'eau a jailli. Puisque des stries recouvrent des cratères, les scientifiques en ont déduit qu'elles étaient plus récentes. Apparemment, c'est un matériau avec un albédo élevé, en couches assez minces qui n'obscurcissent pas le dépôt situé au-dessous. Il pourrait avoir été formé lors des éruptions de glace le long des fissures de la surface de Dioné et qui serait retombée sur la surface en neige ou en cendre. 

5. Face avant

     Dioné présente toujours la même face à Saturne, avec pour conséquence deux hémisphères différents qui se caractérisent par une forte cratérisation sur l'un des 2. Tout comme un pare-brise, il est face au déplacement sur orbite et il récupère le maximum d'impacts, car il balaie la route devant lui. Il est le plus brillant. C'est la face "avant". Certains cratères dépassent 100 km, alors que la plupart des cratères dans les secteurs des plaines font moins de 30 kilomètres de diamètre. Le plus grand cratère s'appelle Amata, mesure 241 kilomètres de diamètre et se trouve sur la poupe. Comme Rhéa et Callisto, ces cratères manquent de reliefs élevés tels que ceux que nous observons sur Mercure et sur la Lune. Il est possible que ce soit provoqué par un affaissement de la mince couche de glace au cours des temps géologiques. Une fracture, non loin d'Aeneas, près du terminateur est appelée Latium Chasma. Elle est longue de 300 km, moins de 1 km de profondeur et 8 à 12 km de large. Ci-dessous la projection Mercator d'une partie de la phase avant de  Dioné. Elle est issue des images de Voyager 1 et 2. L'échelle à l'équateur est de 5 pixels par degré. Voir la projection Mercator de la totalité de la surface:  http://www.solarviews.com/raw/sat/dionemap.jpg

http://pds.jpl.nasa.gov/planets/captions/saturn/impact.htm    Cette image est une mosaïque de plusieurs images à haute résolution prise par Voyager. Elle montre une surface très cratérisée . Le plus grand cratère appelé Aeneas (26,1°N -  46,3°W ), au sommet de l'image, mesure 166 km de diamètre. Un autre cratère, Dido (23,7°S - 18,5°W ), en bas, est de 118 km. Remus (13,2°S -  31,1°W -  69 km) et (Romulus 7,3°S -  26,5°W -  81 km) sont au-dessus de Dido. Une fracture appelée Latium Chasma est visible près du terminateur. Elle mesure 381 km de long, 8 à 12 km de large et moins de 1 km de profondeur.

     De nombreux impacts météoritiques ont bouleversé la surface de la face "avant". Aux côtés de beaux cratères présentant un piton central comme Amata (poupe - 7,7°N -  285,3°W -  231 km), Aenas, Dido, Sabine (47,8°S -  175,6°W - 79 km) qui se trouve à l'extrémité de Padua Linea, avec parfois, émanant de certains d'entre eux, des raies brillantes imputables à des éjections. Un trait caractéristique de Dioné est sa grande variété de terrains, zones claires alternant avec vallées et fractures. Une fracture, non loin d'Aeneas, près du terminateur est appelée Latium Chasma (21,2°N - 69,5°W). Elle est longue de 381 km, moins de 1 km de profondeur et 8 à 12 km de large. C'est une faille ou une craquelure de la croûte glacée. En parallèle, sur sa gauche, Larissa Chasma 30,2°N - 71,1°W de 315 km de long. Au-dessus on trouve Tibur Chasmata (57,2°N -  69,1°W) de 156 km de long. 

6. Devant Saturne

7. Face arrière

Nous voyons ci-contre en couleur composite une vue rapprochée de l'hémisphère arrière de Dioné, elle a été prise le 12 novembre 1980 par Voyager 1 à une distance de 790 000 km. Elle est le résultat d'une combinaison de 3 images séparées dans l'orange, le vert et le bleu. Nous voyons une vue en basse résolution de la face arrière. Cette image permet de mieux étudier le complexe de raies brillantes qui barre l'hémisphère sombre. Ces raies sont formées de matériau très brillant, plus brillant que ceux des satellites de glace de Jupiter. cela suggère qu'il s'agit de glaces. Certains pensent que ces glaces se sont échappées de l'intérieur à travers des craquelures dans la croûte au tout début de son évolution. Les fines stries blanches sont peut-être des dépôts de neige éjectée à travers des fractures de la croûte. http://www.nineplanets.org/thumb/dionec.gif

    Le second hémisphère, la "face arrière" , par opposition à l'avant, est couvert de stries blanchâtres, brillantes sur un fond sombre (à droite). Il est possible que ce soit des dépôts gelés. Dioné peut avoir été géologiquement actif à une époque très précoce. C'est ce qui aurait causé la différence entre les deux hémisphères. A l'origine, toute la surface devait être recouverte de ces raies. L'une d'elles, Palatina Linea (40,6°S - 305,4°W), est longue de 645 km environ. Depuis le bassin Amata (7,7°N -  285,3°W -  231 km), au niveau de l'équateur, une raie court jusqu'au pôle sud et son aspect révèle une action interne à l'instar de Tibur Linea qui, au contraire, aboutit au pôle nord. Un piton central apparaît aussi au centre du cratère Amata. Ci-dessous une projection mercator de la face arrière. L'échelle à l'équateur est de 5 pixels par degré.

http://www.solarviews.com/raw/sat/dionemap.jpg

 

    C'est sur un autre angle que cette image de Dioné a été prise par Voyager 1 le 12 novembre 1980. Elle montre le raccordement entre les 2 hémisphères. La ligne Aeneas - Romulus - Remus - Dido est dans la partie gauche. L'hémisphère de "proue ou avant"  fortement cratérisé et très brillant. L'hémisphère de "poupe ou arrière" plus foncé est situé vers le bord droit, avec un réseau de fines raies blanches s'entrecroisant sur une surface sombre. Les raies qui recouvrent des cratères indiquent qu'elles sont plus jeunes. Le terrain de plaines est situé le long du terminateur. En 1 se trouve le bassin Amata, en 2 la coulée Carthage (Carthage Linea) en direction de 2 cratères Turnus (3) et Ilia.

   Les cratères d'impacts sont des enregistrements visibles de collisions de débris cosmiques. Les vallées sinueuses ont été formées quand des défauts ont provoqué des fractures de la croûte de glace.

 http://www.solarviews.com/raw/sat/dione3.gif

8. Cratères et rotation

    Sa couverture de glace est inférieure à celle de Téthys et Rhéa. La surface gelée de Dioné inclut des terrains fortement cratérisés, des plaines modérément cratérisées, des plaines légèrement cratérisées et des matériaux fins. Le terrain fortement cratérisé possède des nombreux cratères supérieurs à 100 kilomètres de diamètre avec un piton central. Les plaines auraient tendance à avoir des cratères de moins de 30 km, contrairement à ce qu'on pourrait attendre d'un satellite stabilisé par gradient de gravité. Quelques  plaines sont fortement cratérisées, tandis que d'autres ne le sont pas. Une grande partie des terrains fortement cratérisés est situé sur l'hémisphère de poupe, avec des plaines moins cratérisées sur l'hémisphère de proue. C'est à l'opposé de ce que quelques scientifiques escomptaient. 

   Shoemaker et Wolfe proposèrent un modèle de cratérisation pour un satellite stabilisé par gradient de gravité, c'est-à-dire présentant toujours la même face à Saturne car sa révolution sidérale est égale à sa rotation sidérale, avec un taux  de cratérisation  plus élevé sur la face de proue (avant) et plus bas sur la face de poupe (arrière). Ceci suggère que pendant la période du bombardement intense dans le Système solaire, Dioné était stabilisé par gradient de gravité dans le sens opposé à la rotation d'aujourd'hui. En conséquence des collisions avec des objets suffisamment grands pour causer des cratères supérieurs à 35 kilomètres de diamètre, Dioné pourrait avoir basculé plusieurs fois, au début du bombardement intense du Système solaire. Depuis plusieurs milliards d'années, Dioné a été verrouillé par effets de marée dans son état actuel. Ceci est reflété par l'albédo moyen des hémisphères avant et arrière. L'albédo décroît de l'avant vers l'arrière, provoqué par la chute de micro météorites sur l'hémisphère avant. 

9. Atmosphère et magnétosphère

    Dioné n'aurait aucune atmosphère discernable.  Si la présence dans la magnétosphère de Saturne des 3 satellites Mimas, Encelade et Téthys n'affecte en rien le rayonnement hertzien dont elle est créatrice d'onde kilométriques, elles sont curieusement modulées selon une période de 2,7 jours correspondant au parcours de Dioné sur son orbite. Il y aurait un couplage entre Saturne et Dioné que prolongerait une queue de plasma.

10. Projection mercator

   Voici, ci-dessous, la carte Mercator de Dioné. Elle est issue des images de Voyager 1 et 2. L'échelle à l'équateur est de 5 pixels par degré.