Rhean renkaat | Rhean kuulla saattaa olla ohut rengasjärjestelmä

Havaitseminen

Voyager 1 näki vuonna 1980 Rhean alapuolella alueen, jossa ei ollut yhtä paljon Saturnuksen magneettikentän vangitsemia energeettisiä elektroneja. Nämä mittaukset, joita ei koskaan selitetty, tehtiin kauempana kuin Cassinin tiedot.

Marraskuun 26. päivänä 2005 Cassini teki päätehtävänsä ainoan kohdennetun ohilennon Rhean ohi. Se ohitti Rhean pinnan 500 kilometrin etäisyydeltä Saturnuksen magneettikentän alapuolelta ja näki sen aiheuttaman plasman vanavedessä, kuten se oli tehnyt muiden kuiden, kuten Dionen ja Tethysin, kohdalla. Näissä tapauksissa energeettisten elektronien pääsy Cassinin ylittäessä kuiden plasmavarjot (alueet, joilla kuut itse estivät magnetosfäärin plasman pääsyn Cassiniin) katkesi. Rhean tapauksessa elektroniplasma alkoi kuitenkin vähentyä kahdeksan kertaa tuon etäisyyden kohdalla ja väheni vähitellen, kunnes tapahtui odotettu jyrkkä lasku, kun Cassini astui Rhean plasmavarjoon. Laajennettu etäisyys vastaa Rhean Hillin palloa, joka on 7,7 kertaa Rhean säde, jonka sisällä kiertoratoja hallitsee Rhean eikä Saturnuksen painovoima. Kun Cassini poistui Rhean plasmavarjosta, tapahtui päinvastainen kuvio: Energisten elektronien määrä kasvoi jyrkästi ja sitten vähitellen Rhean Kukkulan pallon säteelle asti.

Nämä lukemat ovat samankaltaisia kuin Enceladuksella, jonka etelänavalta tuleva vesi absorboi elektroniplasman. Rhean tapauksessa absorptiokuvio on kuitenkin symmetrinen.

Lisäksi Magnetospheric Imaging Instrument (MIMI) havaitsi, että tätä loivaa gradienttia rikkoi kolme jyrkkää plasmavirran pudotusta kuun kummallakin puolella, ja tämä kuvio oli myös lähes symmetrinen.

Elokuussa 2007 Cassini kulki jälleen Rhean plasmavarjon läpi, mutta kauempana virtaussuunnassa. Sen lukemat olivat samankaltaisia kuin Voyager 1:n lukemat.

Plasmaa absorboivasta materiaalista ei ole kuvia tai suoria havaintoja, mutta todennäköisiä ehdokkaita olisi vaikea havaita suoraan. Lisähavaintoja on suunniteltu Cassinin ensimmäiselle jatkolennolle, jonka ohilento on suunniteltu 2. maaliskuuta 2010.

 
Rhean ja Tethysin MIMI-lukemien vertailu ja mahdolliset renkaat. Plasman vanavedessä on enemmän turbulenssia Rhealla kuin Tethysillä, joten sen varjo ei ole yhtä selväpiirteinen.  


Taustavalaistusta Rheasta tehdyssä 100 sekunnin valotuksessa ei löytynyt merkkejä renkaista. Jos niitä on olemassa, ne ovat joko liian ohuita tai ne eivät siroa valoa tarpeeksi, jotta niitä voitaisiin havaita. Tämä katselugeometria on erityisen sopiva havaitsemaan pieniä pölyn kokoisia hiukkasia, joten kokonaan suuremmista roskista koostuva rengas on edelleen mahdollinen. Kirkas auringon valaisema puolikuu on oikealla alhaalla; vasemmalla puolella oleva gibbosvalaistus on planetaarista valoa.  

Tulkinta

Cassinin ohilentoreitti vaikeuttaa magneettisten lukemien tulkintaa.

Magnetosfäärin plasmaa absorboivaa ainetta ovat ilmeisesti neutraali kaasu ja pöly, mutta elektronien vähenemisen selittämiseksi vaadittavat määrät ovat paljon suurempia kuin Cassinin mittaukset sallivat. Siksi löytäjät, joita johtaa Cassini MIMI -ryhmän Geraint Jones, väittävät, että elektronien vähenemisen täytyy johtua Rheaa kiertävistä kiinteistä hiukkasista:

Elektronidatan analyysi osoittaa, että tämä este on todennäköisimmin matalan optisen syvyyden materiaalikiekko Rhean päiväntasaajan tason lähellä ja että kiekko sisältää kiinteitä kappaleita, joiden koko on enintään ~1 m.

Yksinkertaisin selitys plasmavirtauksen symmetrisille katkoksille ovat "pitkät materiaalikaaret tai -renkaat", jotka kiertävät Rheaa sen päiväntasaajan tasossa. Nämä symmetriset notkahdukset muistuttavat jossain määrin tapaa, jolla Uranuksen renkaat löydettiin vuonna 1977.

Mahdolliset Rhean-renkaat
Sormus	kiertoradan säde (km)
levy	< 5,900
1	≈ 1,615
2	≈ 1,800
3	≈ 2,020

Kaikki tutkijat eivät kuitenkaan ole vakuuttuneita siitä, että havaitut merkit johtuvat rengasjärjestelmästä. Kuvissa ei ole näkynyt renkaita, mikä asettaa hyvin alhaisen rajan ainakin pienille pölyn kokoisille hiukkasille. Lisäksi lohkareista koostuvan renkaan odotettaisiin tuottavan pölyä, joka olisi todennäköisesti näkynyt kuvissa.

 

Historia

Simulaatiot viittaavat siihen, että kiinteät kappaleet voivat kiertää Rheaa vakaasti sen päiväntasaajan lähellä tähtitieteellisellä aikaskaalalla. Ne eivät ehkä ole vakaita Dionen ja Tethysin ympärillä, koska nämä kuut ovat paljon lähempänä Saturnusta ja siksi niiden Hillin pallot ovat paljon pienempiä, tai Titanin ympärillä sen tiheän ilmakehän aiheuttaman vastuksen vuoksi.

Renkaiden mahdollisesta alkuperästä on esitetty monia ehdotuksia. Törmäys on voinut tuoda materiaalia kiertoradalle; tämä on voinut tapahtua vasta 70 miljoonaa vuotta sitten. Pieni kappale on voinut rikkoutua, kun se on jäänyt Rhean kiertoradalle. Kummassakin tapauksessa jäänteet olisivat lopulta asettuneet ympyränmuotoisille päiväntasaajan kiertoradoille. Kun otetaan huomioon niiden pitkäaikainen kiertoradan vakaus, on kuitenkin mahdollista, että ne ovat säilyneet Rhean muodostumisen ajalta.

Jotta eri renkaita voisi olla olemassa, niiden on erotuttava toisistaan. Ehdotuksia ovat muun muassa kuutamot tai materiaalirykelmät kiekon sisällä, jotka ovat samankaltaisia kuin Saturnuksen A-kehän sisällä.