Rhea gyűrűi

Érzékelés

A Voyager 1 1980-ban a Rheától lefelé a Szaturnusz mágneses mezejében csapdába esett olyan területet látott, ahol nem volt ennyi energikus elektron. Ezek a mérések, amelyekre soha nem adtak magyarázatot, a Cassini adatainál nagyobb távolságban készültek.

2005. november 26-án a Cassini az elsődleges küldetése során egyetlen célzott Rhea-körüli repülést hajtott végre. A Rhea felszínétől 500 km-en belül haladt el, a Szaturnusz mágneses mezeje alatt, és a keletkező plazmahullámot látta, ahogyan azt már más holdak, például a Dione és a Tethys esetében is tette. Ezekben az esetekben az energikus elektronok elzáródtak, amikor a Cassini a holdak plazmaárnyékába (azokba a régiókba, ahol maguk a holdak akadályozták meg, hogy a magnetoszféra plazmája elérje a Cassinit) lépett át. A Rhea esetében azonban az elektronplazma a távolság nyolcszorosánál kezdett el csökkenni, és fokozatosan csökkent, amíg a Cassini belépett a Rhea plazmaárnyékába, és elérte a várt éles csökkenést. A meghosszabbított távolság megfelel a Rhea Hill-gömbjének, a Rhea sugarának 7,7-szeresének, amelyen belül a pályákat inkább a Rhea, mint a Szaturnusz gravitációja uralja. Amikor a Cassini kilépett a Rhea plazmaárnyékából, a fordított mintázat következett be: Az energikus elektronok hirtelen megugrása, majd fokozatos növekedése a Rhea Hill-gömb sugaráig.

Ezek a mérési eredmények hasonlóak az Enceladuséhoz, ahol a déli pólusából kilépő víz elnyeli az elektronplazmát. A Rhea esetében azonban az abszorpciós mintázat szimmetrikus.

A Magnetospheric Imaging Instrument (MIMI) ezenfelül azt is látta, hogy ezt az enyhe gradienst a hold mindkét oldalán a plazmaáramlás három éles esése szakította meg, amely mintázat közel szimmetrikus volt.

2007 augusztusában a Cassini ismét áthaladt a Rhea plazmaárnyékán, de már lejjebb. A mérési eredmények hasonlóak voltak a Voyager 1 méréseihez.

A plazmát elnyelő anyagról nincsenek képek vagy közvetlen észlelések, de a valószínűsíthető jelölteket nehéz lenne közvetlenül észlelni. További észleléseket terveznek a Cassini első küldetéshosszabbítása során, a célzott elrepülést 2010. március 2-ára tervezik.

A Rhea és a Tethys MIMI-méréseinek összehasonlítása és a lehetséges gyűrűk. A Rhea plazmaörvénye turbulensebb, mint a Tethysé, ezért az árnyéka nem olyan egyértelmű.


A hátulról megvilágított Rhea 100 másodperces expozíciója során nem találtak gyűrűkre utaló jeleket. Ha léteznek is, akkor vagy túl vékonyak, vagy nem szórják eléggé a fényt ahhoz, hogy kimutathatóak legyenek. Ez a megfigyelési geometria különösen alkalmas az apró porszemcsék észlelésére, így egy teljes egészében nagyobb törmelékből álló gyűrű még mindig lehetséges. A fényes, napfényes félhold a jobb alsó sarlóban látható; a bal oldali gibbosz megvilágítás bolygófény.

Értelmezés

A Cassini elrepülési útvonala megnehezíti a mágneses leolvasások értelmezését.

A magnetoszféra plazmaelnyelő anyagának nyilvánvaló jelöltjei a semleges gáz és a por, de az elektronok csökkenésének magyarázatához szükséges mennyiségek sokkal nagyobbak, mint amit a Cassini mérései lehetővé tesznek. Ezért a Cassini MIMI-csapat Geraint Jones vezetésével a megtalálói azt állítják, hogy az elektronok csökkenését a Rhea körül keringő szilárd részecskéknek kell okozniuk:

Az elektronadatok elemzése azt mutatja, hogy ez az akadály valószínűleg egy alacsony optikai mélységű anyagkorong formájában van a Rhea egyenlítői síkja közelében, és hogy a korong legfeljebb ~1 m méretű szilárd testeket tartalmaz.

A legegyszerűbb magyarázat a plazmaáramlás szimmetrikus megszakításaira a Rhea egyenlítői síkjában keringő "kiterjedt anyagívek vagy anyaggyűrűk". Ezek a szimmetrikus beesések némi hasonlóságot mutatnak azzal a módszerrel, amellyel 1977-ben az Uránusz gyűrűit találták meg.

Lehetséges Rhean gyűrűk
Gyűrű	pályasugár (km)
lemez	< 5,900
1	≈ 1,615
2	≈ 1,800
3	≈ 2,020

Azonban nem minden tudós van meggyőződve arról, hogy a látott jeleket egy gyűrűrendszer okozza. A felvételeken nem láttak gyűrűket, ami legalábbis az apró por méretű részecskéknek nagyon alacsony határt szab. Ráadásul egy sziklákból álló gyűrű várhatóan olyan port termelne, amely valószínűleg látható lett volna a felvételeken.

Történelem

A szimulációk azt sugallják, hogy a szilárd testek csillagászati időskálákon keresztül stabilan keringenek a Rhea körül az egyenlítői sík közelében. A Dione és a Tethys körül nem biztos, hogy stabilan keringenek, mivel ezek a holdak sokkal közelebb vannak a Szaturnuszhoz, és ezért sokkal kisebb Hill-szférákkal rendelkeznek, vagy a Titán körül a sűrű légkörből eredő légellenállás miatt.

A gyűrűk lehetséges eredetére számos javaslat született. Egy becsapódás hozhatott anyagot a pályára; ez akár 70 millió évvel ezelőtt is megtörténhetett. Egy kisebb égitest is megszakadhatott, amikor a Rhea körül keringő pályára került. Mindkét esetben a törmelék végül kör alakú egyenlítői pályára állt volna. Tekintettel azonban hosszú távú pályastabilitásukra, lehetséges, hogy magának a Rheának a kialakulásából maradtak fenn.

Ahhoz, hogy különböző gyűrűk létezzenek, valaminek el kell választania őket egymástól. A javaslatok között szerepelnek a Szaturnusz A gyűrűjében látottakhoz hasonló holdak vagy anyaghalmazok a korongon belül.