با این که این اتمسفر به شدت نازک و رقیق است و تراکم اکسیژن در آن در حدود پنج تریلیون بار کمتر از تراکم اکسیژن در اتمسفر زمین است، وجود این لایه خارجی اتمسفر یا اگزوسفیر توسط تجهیزات موجود در مدارگرد کاسینی که در مدار این سیاره و قمرهایش در گردش است، به اثبات رسیده است.
اگزوسفیرهای اکسیژن‌دار رقیق پیش از این در قمرهای مشهور سیاره مشتری مانند اروپا و گانیمید مشاهده شده بود اما این اولین باری است که چنین کشفی در سیستم سیاره زحل ردیابی شده است.
محققان مرکز مطالعات "ساوث وست" می‌گویند لایه باریکی که قمر "رئا" را پوشانده است تحت کنترل ذرات پر انرژی به وجود آمده است که دائما سطح یخی این قمر را بمباران می‌کنند. برخورد این ذرات تحت تاثیر چرخش میدان مغناطیسی اطراف زحل قرار داشته و پس از برخورد مولکول‌های آب موجود در سطح "رئا" شکسته می‌شوند.
اتم‌ها سپس خود را به گونه‌ای بازسازی می‌کنند تا اکسیژن به وجود آید و در ادامه برخوردهای دیگر ذرات با سطح باعث پرتاب شدن اکسیژن به سمت بالا خواهد شد. این پدیده‌ای جاری است که در آن با سرعتی مشابه سرعت خلق اکسیژن، فرایندهای پرانرژی دیگر مولکول‌های اکسیژن را به سمت بالا هدایت می‌کنند.
مکانیزم تولید دی اکسید کربن در این قمر همچنان ناشناخته است، احتمال می‌رود بخشی از این دی اکسید کربن مشابه اکسیژن در اثر برخورد ذرات با سطح قمر به وجود آیند، به بیانی دیگر در صورت وجود مواد ارگانیک در سطح قمر، برخوردهای پرانرژی می‌توانند منجر به ایجاد دی اکسید کربن شوند.
همچنین این احتمال وجود دارد که دی اکسید کربن طی فرایندهای درونی قمر به وجود آمده و به آرامی با فرار از بدنه قمر به سمت بالا حرکت کرده باشد.
تلاش‌هایی که پیش از این برای ردیابی اتمسفر در قمر رئا صورت گرفته بود، موفقیت آمیز نبوده و تنها با نزدیک‌تر شدن کاسینی به این قمر امکان ردیابی دقیق آن به وجود آمده است. از این رو دانشمندان در نظر دارند با حرکت دادن کاسینی به میان این اتمسفر رقیق، از این مدارگرد برای بوئیدن و آزمایش آن استفاده کنند تا دریابند این لایه باریک از چه ساخته شده است.
ابزار طیف سنج یونی و توده‌ای یا INMS کاسینی توانست پس از نزدیک شدن این مدارگرد به رئا حداکثر میزان اکسیژن در این اتمسفر را در حدود 50 میلیارد مولکول در متر مکعب تخمین بزند. این در حالی است که حداکثر تراکم دی اکسید کربن در حدود 20 میلیارد مولکول در متر مکعب تخمین زده شده است.
به گزارش خبرگزاری مهر، به گفته دانشمندان کشف جدید نشان دهنده این است که این نوع از اگزوسفیرها می‌توانند در کهکشان بسیار رواج داشته باشند. برای مثال سیاره‌های اورانوس و زحل دارای قمرهای متنوعی هستند که این قمرها به اندازه‌ای بزرگ هستند که بتوانند اتمسفر تشکیل دهند و از این رو احتمال می‌رود چنین نوعی از اتمسفر میلیاردها بار در سرتاسر کهکشان تکثیر شده باشد.
از دیگر کاندیداهای مطالعاتی در زحل قمرهای "دیون" و "تتیس" هستند که در سال‌های باقی مانده از ماموریت کاسینی، برنامه‌ای برای پرواز نزدیک از کنار قمر تتیس ارائه نشده است، اما کاسینی در دسامبر 2010 به اندازه‌ای به دیون نزدیک خواهد شد تا بتواند احتمال وجود اگزوسفیر در این قمر را نیز بررسی کند.