Rheas ringar | månen Rhea kan ha en tunn ring system

Uppspårning

Voyager 1 såg ett område utan lika många energiska elektroner som var fångade i Saturnus magnetfält nedströms från Rhea 1980. Dessa mätningar, som aldrig förklarades, gjordes på ett längre avstånd än Cassini-data.

Den 26 november 2005 gjorde Cassini det enda riktade förbiflygningen av Rhea under sitt huvuduppdrag. Den passerade inom 500 km från Rheas yta, nedströms från Saturnus magnetfält, och såg den resulterande plasmanivån som den hade sett med andra månar, t.ex. Dione och Tethys. I dessa fall skedde en avstängning av energirika elektroner när Cassini passerade in i månarnas plasmaskuggor (de områden där månarna själva blockerade magnetosfärens plasma från att nå Cassini). När det gäller Rhea började elektronplasman dock att avta vid åtta gånger det avståndet och minskade successivt tills den förväntade skarpa nedgången när Cassini kom in i Rheas plasmaskugga. Det utökade avståndet motsvarar Rheas Hill-sfär, avståndet 7,7 gånger Rheas radie inom vilken banor domineras av Rheas snarare än Saturnus gravitation. När Cassini kom ut ur Rheas plasmaskugga uppstod det omvända mönstret: En kraftig ökning av energirika elektroner, sedan en gradvis ökning ut till Rheas Hill-sfärsradie.

Dessa mätningar liknar dem på Enceladus, där vatten som kommer ut från sydpolen absorberar elektronplasman. I Rheas fall är dock absorptionsmönstret symmetriskt.

Dessutom såg MIMI-instrumentet (Magnetospheric Imaging Instrument) att denna mjuka gradient avbröts av tre kraftiga minskningar av plasmaflödet på vardera sidan av månen, ett mönster som också var nästan symmetriskt.

I augusti 2007 passerade Cassini genom Rheas plasmaskugga igen, men längre nedströms. Dess mätningar liknade Voyager 1:s mätningar.

Det finns inga bilder eller direkta observationer av det material som tros absorbera plasman, men de troliga kandidaterna skulle vara svåra att upptäcka direkt. Ytterligare observationer planeras under Cassinis första förlängning av uppdraget, med en riktad förbiflygning planerad till den 2 mars 2010.

 
Jämförelse av MIMI-avläsningar vid Rhea och Tethys och möjliga ringar. Plasmavågen är mer turbulent vid Rhea än vid Tethys, så dess skugga är inte lika tydlig.  


En 100 sekunders exponering av en Rhea med bakgrundsbelysning visade inte på några ringar. Om de finns är de antingen för tunna eller så sprider de inte tillräckligt mycket ljus för att upptäckas. Den här betraktningsgeometrin är särskilt inställd på att upptäcka små partiklar i dammstorlek, så en ring som helt består av större skräp är fortfarande möjlig. Den ljusa solbelysta halvmånen är längst ner till höger; den gibbusiga belysningen på vänster sida är planetshine.  

Tolkning

Cassinis förbiflygningsbana gör det svårt att tolka de magnetiska avläsningarna.

De uppenbara kandidaterna för magnetosfärisk plasmaabsorberande materia är neutral gas och stoft, men de mängder som krävs för att förklara den konstaterade minskningen av elektroner är mycket större än vad Cassinis mätningar tillåter. Därför hävdar fyndarna, som leds av Geraint Jones från Cassini MIMI-teamet, att minskningen av elektroner måste orsakas av fasta partiklar som kretsar runt Rhea:

En analys av elektrondata visar att detta hinder troligen är i form av en skiva av material med lågt optiskt djup nära Rheas ekvatorialplan och att skivan innehåller fasta kroppar som är upp till ~1 m stora.

Den enklaste förklaringen till de symmetriska avbrotten i plasmaflödet är "utdragna bågar eller ringar av material" som kretsar kring Rhea i dess ekvatorialplan. Dessa symmetriska avbrott har vissa likheter med det sätt på vilket Uranus ringar hittades 1977.

Möjliga ringar från Rhean
Ring	omloppsradie (km)
skiva	< 5,900
1	≈ 1,615
2	≈ 1,800
3	≈ 2,020

Alla forskare är dock inte övertygade om att de synliga signaturerna orsakas av ett ringsystem. Inga ringar har setts på bilderna, vilket sätter en mycket låg gräns åtminstone för små partiklar av dammstorlek. Dessutom skulle en ring gjord av stenblock förväntas generera damm som sannolikt skulle ha synts i bilderna.

 

Historia

Simuleringar tyder på att fasta kroppar kan kretsa stabilt kring Rhea nära dess ekvatorplan över astronomiska tidsskalor. De kanske inte är stabila runt Dione och Tethys eftersom dessa månar ligger så mycket närmare Saturnus och därför har mycket mindre Hill-sfärer, eller runt Titan på grund av dragningskraften från dess täta atmosfär.

Många förslag har lagts fram om ringars möjliga ursprung. Ett nedslag kan ha fört in material i omloppsbana, vilket kan ha skett så nyligen som för 70 miljoner år sedan. En liten kropp kan ha splittrats när den fastnade i bana runt Rhea. I båda fallen skulle spillrorna så småningom ha satt sig i cirkulära ekvatorialbanor. Med tanke på deras långsiktiga banstabilitet är det dock möjligt att de har överlevt från bildandet av själva Rhea.

För att olika ringar ska kunna existera måste något skilja dem åt. Förslagsvis kan det handla om månar eller klumpar av material i skivan, liknande dem som ses i Saturnus A-ring.