El oxígeno parece surgir cuando el campo magnético de Saturno rota sobre Rhea. Las partículas energéticas atrapadas en el campo magnético del planeta salpican la superficie de agua helada de esta luna. Estas causan las reacciones químicas que descomponen la superficie y liberan oxígeno. La fuente de dióxido de carbono es menos cierta.

   El oxígeno en la superficie de Rhea se estima en cerca de 5.000 millones de veces menos denso que lo que tenemos en la Tierra. Pero los nuevos resultados muestran que la descomposición superficial podría contribuir a la generación de abundantes moléculas de oxígeno, que conducen a densidades aproximadamente 100 veces mayores que las existentes en las exosferas de la luna terrestre o Mercurio. La formación de oxígeno y dióxido de carbono podría probablemente determinar la química de las superficies de muchos cuerpos helados en el universo.

   "Los nuevos resultados sugieren que esta compleja química activa que implica el oxígeno puede ser bastante común en todo el sistema solar e incluso en nuestro universo", dijo el científico del equipo de Cassini Ben Teolis, adscrito al Southwest Research Institute en San Antonio. "Esta química podría ser un prerrequisito para la vida. Todos los datos de la Cassini indican que Rhea es demasiado fría y carente de la necesaria agua líquida para la vida tal como la conocemos", matizó

   La liberación de oxígeno a través de la irradiación de la superficie podría ayudar a generar condiciones favorables para la vida en un cuerpo helado que no sea Rhea y que tenga agua líquida bajo la superficie, dijo Teolis. Si el oxígeno y el dióxido de carbono de la superficie de alguna manera pudieran transportarse hasta un océano bajo la superficie, proporcionarían un ambiente mucho más acogedor para formas de vida más complejas. Los científicos están interesados en investigar si la vida es posible en las lunas de hielo con un océano en el subsuelo, aunque aún no la han detectado.  

  La tenue atmósfera con oxígeno y dióxido de carbono hace que Rhea, la segunda luna más grande de Saturno, sea única en su sistema. Titán tiene una densa atmósfera de nitrógeno y metano, pero muy poco dióxido de carbono y oxígeno.   

"Rhea está resultando ser mucho más interesante de lo que habíamos imaginado", dijo Linda Spilker, científico del proyecto Cassini en el Jet Propulsion Laboratory de la NASA, en Pasadena, California. "El hallazgo de Cassini pone de relieve la rica diversidad de las lunas de Saturno, y nos da pistas sobre cómo que se formaron y evolucionaron", dijo.

   Los científicos habían sospechado que en Rhea podría haber una fina atmósfera con oxígeno y dióxido de carbono, basada en observaciones a distancia de las lunas heladas de Júpiter por la sonda Galileo de la NASA y el Telescopio Espacial Hubble.

   En el nuevo estudio, los científicos combinaron datos de los espectómetros de iones y masa neutra y del de plasma a bordo de Cassini durante los sobrevuelos del 26 de noviembre de 2005, 30 de agosto de 2007, y 2 de marzo de 2010. El espectrómetro de ion y masa neutra constató una densidad máxima de oxígeno de alrededor de 50.000 millones de moléculas por metro cúbico. Se detectaron densidades pico de dióxido de carbono de alrededor de 20.000 millones de moléculas por metro cúbico. El espectrómetro de plasma vio firmas claras de corrientes de de iones positivos y negativos, con masas que correspondían a los iones de oxígeno y dióxido de carbono.

   El dióxido de carbono puede ser el resultado del "hielo seco" atrapado en la nebulosa solar primordial, como pasa con los cometas, o puede ser debido a la irradiación de procesos similares que operan en las moléculas orgánicas atrapadas en el hielo de agua de Rea. El dióxido de carbono también puede provenir de materiales ricos en carbono depositado por pequeños meteoritos que bombardearon la superficie de Rhea.