Δαχτυλίδια της Ρέας

Ανίχνευση

Το Voyager 1 είδε μια περιοχή χωρίς τόσα ενεργητικά ηλεκτρόνια παγιδευμένα στο μαγνητικό πεδίο του Κρόνου κατάντη του Rhea το 1980. Οι μετρήσεις αυτές, οι οποίες δεν εξηγήθηκαν ποτέ, έγιναν σε μεγαλύτερη απόσταση από τα δεδομένα του Cassini.

Στις 26 Νοεμβρίου 2005, ο Cassini πραγματοποίησε τη μοναδική στοχευμένη πτήση του από τη Ρέα στο πλαίσιο της κύριας αποστολής του. Πέρασε σε απόσταση 500 χιλιομέτρων από την επιφάνεια της Ρέας, κατάντη του μαγνητικού πεδίου του Κρόνου, και είδε τα απόνερα πλάσματος που προέκυψαν, όπως είχε κάνει και με άλλα φεγγάρια, όπως η Διώνη και η Τηθύς. Σε αυτές τις περιπτώσεις, υπήρξε διακοπή των ενεργητικών ηλεκτρονίων καθώς το Cassini περνούσε μέσα στις σκιές πλάσματος των φεγγαριών (οι περιοχές όπου τα ίδια τα φεγγάρια εμπόδιζαν το μαγνητοσφαιρικό πλάσμα να φτάσει στο Cassini). Ωστόσο, στην περίπτωση της Rhea, το πλάσμα ηλεκτρονίων άρχισε να πέφτει σε οκταπλάσια απόσταση και μειώθηκε σταδιακά μέχρι την αναμενόμενη απότομη διακοπή όταν το Cassini εισήλθε στη σκιά πλάσματος της Rhea. Η εκτεταμένη απόσταση αντιστοιχεί στη σφαίρα Hill της Rhea, την απόσταση 7,7 φορές την ακτίνα της Rhea, εντός της οποίας οι τροχιές κυριαρχούνται από τη βαρύτητα της Rhea και όχι του Κρόνου. Όταν ο Cassini βγήκε από τη σκιά του πλάσματος της Rhea, εμφανίστηκε το αντίστροφο μοτίβο: Μια απότομη αύξηση των ενεργητικών ηλεκτρονίων και στη συνέχεια μια σταδιακή αύξηση μέχρι την ακτίνα της σφαίρας Hill του Rhea.

Οι ενδείξεις αυτές είναι παρόμοιες με εκείνες του Εγκέλαδου, όπου το νερό που βγαίνει από το νότιο πόλο του απορροφά το πλάσμα ηλεκτρονίων. Ωστόσο, στην περίπτωση του Rhea, το μοτίβο απορρόφησης είναι συμμετρικό.

Επιπλέον, το όργανο απεικόνισης της μαγνητόσφαιρας (MIMI) είδε ότι αυτή η ήπια κλίση διακόπτεται από τρεις απότομες πτώσεις στη ροή του πλάσματος σε κάθε πλευρά του φεγγαριού, ένα μοτίβο που ήταν επίσης σχεδόν συμμετρικό.

Τον Αύγουστο του 2007, ο Cassini πέρασε ξανά από τη σκιά του πλάσματος της Ρέας, αλλά πιο κάτω. Οι μετρήσεις του ήταν παρόμοιες με εκείνες του Voyager 1.

Δεν υπάρχουν εικόνες ή άμεσες παρατηρήσεις του υλικού που θεωρείται ότι απορροφά το πλάσμα, αλλά οι πιθανοί υποψήφιοι θα ήταν δύσκολο να εντοπιστούν άμεσα. Περαιτέρω θεάσεις έχουν προγραμματιστεί για την πρώτη παράταση της αποστολής του Cassini, με μια στοχευμένη πτήση που έχει προγραμματιστεί για τις 2 Μαρτίου 2010.

Σύγκριση των ενδείξεων του MIMI στη Ρέα και την Τηθύ, και πιθανοί δακτύλιοι. Το κύμα πλάσματος είναι πιο τυρβώδες στη Rhea από ό,τι στην Tethys, οπότε η σκιά του δεν είναι τόσο ξεκάθαρη.


Μια έκθεση 100 δευτερολέπτων της Rhea με οπίσθιο φωτισμό απέτυχε να βρει οποιαδήποτε ένδειξη δακτυλίων. Αν υπάρχουν, είναι είτε πολύ αδύναμοι είτε δεν διασκορπίζουν αρκετό φως για να ανιχνευθούν. Αυτή η γεωμετρία παρατήρησης είναι ιδιαίτερα προσαρμοσμένη στην ανίχνευση μικροσκοπικών σωματιδίων σκόνης, οπότε ένας δακτύλιος που αποτελείται εξ ολοκλήρου από μεγαλύτερα συντρίμμια είναι ακόμα πιθανός. Η φωτεινή ημισέληνος που φωτίζεται από τον ήλιο βρίσκεται κάτω δεξιά- ο φωτισμός του σκιερού στην αριστερή πλευρά είναι πλανητοφωτισμός.

Ερμηνεία

Η διαδρομή του Cassini καθιστά δύσκολη την ερμηνεία των μαγνητικών ενδείξεων.

Οι προφανείς υποψήφιοι για την απορροφητική ύλη του μαγνητοσφαιρικού πλάσματος είναι το ουδέτερο αέριο και η σκόνη, αλλά οι ποσότητες που απαιτούνται για να εξηγηθεί η παρατηρούμενη μείωση των ηλεκτρονίων είναι πολύ μεγαλύτερες από ό,τι επιτρέπουν οι μετρήσεις του Cassini. Ως εκ τούτου, οι ερευνητές, με επικεφαλής τον Geraint Jones της ομάδας Cassini MIMI, υποστηρίζουν ότι η μείωση των ηλεκτρονίων πρέπει να προκαλείται από στερεά σωματίδια που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τη Ρέα:

Μια ανάλυση των ηλεκτρονικών δεδομένων δείχνει ότι αυτό το εμπόδιο είναι πιθανότατα με τη μορφή ενός δίσκου υλικού χαμηλού οπτικού βάθους κοντά στο ισημερινό επίπεδο του Rhea και ότι ο δίσκος περιέχει στερεά σώματα μεγέθους έως ~1 m.

Η απλούστερη εξήγηση για τις συμμετρικές διακοπές στη ροή του πλάσματος είναι "εκτεταμένα τόξα ή δακτύλιοι υλικού" που περιφέρονται γύρω από τη Ρέα στο ισημερινό της επίπεδο. Αυτές οι συμμετρικές βυθίσεις παρουσιάζουν κάποια ομοιότητα με τον τρόπο με τον οποίο βρέθηκαν οι δακτύλιοι του Ουρανού το 1977.

Πιθανά δαχτυλίδια Rhean
Δαχτυλίδι	ακτίνα τροχιάς (km)
δίσκος	< 5,900
1	≈ 1,615
2	≈ 1,800
3	≈ 2,020

Ωστόσο, δεν είναι όλοι οι επιστήμονες πεπεισμένοι ότι οι παρατηρούμενες υπογραφές οφείλονται σε ένα σύστημα δακτυλίων. Δεν έχουν παρατηρηθεί δακτύλιοι στις εικόνες, γεγονός που θέτει ένα πολύ χαμηλό όριο τουλάχιστον για τα μικροσκοπικά σωματίδια σκόνης. Επιπλέον, ένας δακτύλιος από ογκόλιθους θα αναμενόταν να παράγει σκόνη που πιθανότατα θα είχε φανεί στις εικόνες.

Ιστορία

Οι προσομοιώσεις δείχνουν ότι στερεά σώματα μπορούν να περιφέρονται σταθερά γύρω από τη Ρέα κοντά στο ισημερινό της επίπεδο σε αστρονομικές χρονικές κλίμακες. Μπορεί να μην είναι σταθερά γύρω από τη Διώνη και την Τηθύ, επειδή αυτά τα φεγγάρια είναι πολύ πιο κοντά στον Κρόνο και επομένως έχουν πολύ μικρότερες σφαίρες Hill, ή γύρω από τον Τιτάνα λόγω της αντίστασης από την πυκνή ατμόσφαιρά του.

Έχουν γίνει πολλές προτάσεις για την πιθανή προέλευση των δακτυλίων. Μια σύγκρουση θα μπορούσε να έχει φέρει υλικό σε τροχιά- αυτό θα μπορούσε να έχει συμβεί μόλις πριν από 70 εκατομμύρια χρόνια. Ένα μικρό σώμα θα μπορούσε να έχει διασπαστεί όταν βρέθηκε σε τροχιά γύρω από τη Ρέα. Σε κάθε περίπτωση, τα συντρίμμια θα είχαν τελικά εγκατασταθεί σε κυκλικές ισημερινές τροχιές. Δεδομένης, ωστόσο, της μακροχρόνιας τροχιακής σταθερότητάς τους, είναι πιθανό να επιβιώνουν από τον σχηματισμό της ίδιας της Ρέας.

Για να υπάρχουν διαφορετικοί δακτύλιοι, κάτι πρέπει να τους χωρίζει. Οι προτάσεις περιλαμβάνουν φεγγαράκια ή συσσωματώματα υλικού μέσα στο δίσκο, παρόμοια με αυτά που παρατηρούνται στον δακτύλιο Α του Κρόνου.