Rheini obroči

Odkrivanje

Voyager 1 je leta 1980 v smeri od Rhee opazil območje brez toliko energijskih elektronov, ujetih v Saturnovem magnetnem polju. Te meritve, ki niso bile nikoli pojasnjene, so bile opravljene na večji razdalji kot Cassinijevi podatki.

26. novembra 2005 je Cassini opravil edini ciljni oblet Rhee v okviru svoje osnovne misije. Preletel je 500 km od površine Rhee, v smeri toka Saturnovega magnetnega polja, in opazoval nastalo plazemsko sled, kot je to storil pri drugih lunah, kot sta Dione in Tethys. V teh primerih je prišlo do prekinitve energijskih elektronov, ko je Cassini prešel v plazemske sence lun (območja, kjer so lune same blokirale magnetosfersko plazmo, da bi dosegla Cassinija). V primeru Rhee pa je elektronska plazma začela upadati na osemkrat večji razdalji in se postopoma zmanjševala do pričakovanega močnega upada, ko je Cassini vstopil v Rheino plazemsko senco. Povečana razdalja ustreza Rheini Hillovi sferi, razdalji 7,7-kratnika Rheinega polmera, znotraj katere prevladuje Rheina in ne Saturnova gravitacija. Ko je Cassini izstopil iz Rheine plazemske sence, se je pojavil obraten vzorec: V senci plazme Rhea se je pojavil močan porast energijskih elektronov, nato pa postopno naraščanje do polmera Rheine Hill-sfere.

Ti podatki so podobni tistim z Encelada, kjer voda, ki izhaja z njegovega južnega pola, absorbira elektronsko plazmo. Vendar je v primeru Rhee vzorec absorpcije simetričen.

Poleg tega je instrument za magnetosfersko slikanje (MIMI) opazil, da so ta blagi gradient prekinili trije ostri padci plazemskega toka na vsaki strani Lune, vzorec pa je bil tudi skoraj simetričen.

Avgusta 2007 je Cassini ponovno preletel Rheino plazemsko senco, vendar dlje od nje. Njegovi odčitki so bili podobni tistim, ki jih je pokazal Voyager 1.

Slik ali neposrednih opazovanj snovi, ki naj bi absorbirala plazmo, ni, vendar bi bilo verjetne kandidate težko neposredno zaznati. Nadaljnja opazovanja so načrtovana za prvo podaljšanje Cassinijeve misije, ciljni prelet pa je predviden za 2. marec 2010.

Primerjava odčitkov MIMI na Rhei in Tethysu ter morebitni obročki. Plazemski val je pri Rhei bolj turbulenten kot pri Tethysu, zato njegova senca ni tako jasna.


Pri 100-sekundni osvetlitvi od zadaj osvetljene Rhee nismo našli nobenih znakov obročev. Če obstajajo, so premajhni ali pa ne razpršijo dovolj svetlobe, da bi jih lahko zaznali. Ta geometrija opazovanja je posebej prilagojena za zaznavanje drobnih delcev v velikosti prahu, zato je obroč, sestavljen izključno iz večjih delcev, še vedno mogoč. Svetli polmesec, osvetljen s Soncem, je spodaj desno; osvetlitev gibusa na levi strani je planetarna svetloba.

Razlaga

Cassinijeva pot preleta otežuje interpretacijo magnetnih odčitkov.

Očitna kandidata za snov, ki absorbira magnetosfersko plazmo, sta nevtralni plin in prah, vendar so količine, potrebne za pojasnitev opaženega zmanjšanja elektronov, veliko večje, kot omogočajo Cassinijeve meritve. Zato najditelji, ki jih vodi Geraint Jones iz ekipe Cassini MIMI, trdijo, da morajo zmanjšanje elektronov povzročiti trdni delci, ki krožijo okoli Rhee:

Analiza elektronskih podatkov kaže, da je ta ovira najverjetneje v obliki diska snovi z majhno optično globino blizu ekvatorialne ravnine Rhee in da disk vsebuje trdna telesa velikosti do ~1 m.

Najpreprostejša razlaga za simetrične prekinitve v toku plazme so "podaljšani loki ali obroči snovi", ki krožijo okoli Rhee v njeni ekvatorialni ravnini. Ti simetrični prelomi so nekoliko podobni načinu, na katerega so leta 1977 odkrili Uranove obroče.

Možni Rheanovi obročki
Obroč	orbitalni polmer (km)
disk	< 5,900
1	≈ 1,615
2	≈ 1,800
3	≈ 2,020

Vendar pa vsi znanstveniki niso prepričani, da so opaženi znaki posledica obročastega sistema. Na posnetkih niso opazili obročev, kar postavlja zelo nizko mejo vsaj za drobne delce v velikosti prahu. Poleg tega bi bilo pričakovati, da bi obroč iz balvanov ustvaril prah, ki bi bil verjetno viden na posnetkih.

Zgodovina

Simulacije kažejo, da lahko trdna telesa stabilno krožijo okoli Rhee v bližini njene ekvatorialne ravnine v astronomskem časovnem obdobju. Morda ne bodo stabilna okoli Dione in Tethysa, ker sta ti luni veliko bližje Saturnu in imata zato veliko manjše Hillove krogle, ali okoli Titana zaradi upora njegove goste atmosfere.

O možnem izvoru obročev je bilo podanih veliko predlogov. Trk bi lahko prinesel snov v orbito; to bi se lahko zgodilo že pred 70 milijoni let. Majhno telo bi se lahko porušilo, ko se je znašlo v orbiti okoli Rhee. V obeh primerih bi se ostanki sčasoma ustalili v krožnih ekvatorialnih orbitah. Glede na njihovo dolgoročno orbitalno stabilnost pa je mogoče, da so preživeli od nastanka same Rhee.

Da bi obstajali različni obroči, jih mora nekaj ločiti. Predlogi vključujejo lunine otočke ali skupke snovi znotraj diska, podobne tistim, ki jih vidimo v Saturnovem obroču A.