Anelli di Rea

Rilevamento

Voyager1 ha visto una zona senza altrettanti elettroni energetici intrappolati nel campo magnetico di Saturno a valle di Rhea nel 1980. Queste misurazioni, che non sono mai state spiegate, sono state fatte ad una distanza maggiore rispetto ai dati di Cassini.

Il 26 novembre 2005, Cassini fece l'unico flyby mirato di Rhea della sua missione primaria. È passata entro 500 km dalla superficie di Rhea, a valle del campo magnetico di Saturno, e ha visto la scia di plasma risultante come aveva fatto con altre lune, come Dione e Teti. In quei casi, c'è stato un taglio di elettroni energetici quando Cassini ha attraversato le ombre di plasma delle lune (le regioni in cui le lune stesse hanno bloccato il plasma magnetosferico per raggiungere Cassini). Tuttavia, nel caso di Rhea, il plasma di elettroni ha iniziato a diminuire a otto volte quella distanza, ed è diminuito gradualmente fino al brusco calo previsto quando Cassini è entrata nell'ombra di plasma di Rhea. La distanza estesa corrisponde alla sfera di Rhea, la distanza di 7,7 volte il raggio di Rhea all'interno della quale le orbite sono dominate dalla gravità di Rhea piuttosto che da quella di Saturno. Quando Cassini è emersa dall'ombra di plasma di Rhea, si è verificato lo schema inverso: Una forte impennata di elettroni energetici, poi un graduale aumento fino al raggio della sfera di Rhea.

Queste letture sono simili a quelle di Encelado, dove l'acqua che esce dal suo polo sud assorbe il plasma di elettroni. Tuttavia, nel caso di Rhea, il modello di assorbimento è simmetrico.

Inoltre, il Magnetospheric Imaging Instrument (MIMI) ha visto che questo dolce gradiente era punteggiato da tre brusche cadute nel flusso di plasma su ogni lato della luna, un modello che era anche quasi simmetrico.

Nell'agosto 2007, Cassini passò di nuovo attraverso l'ombra di plasma di Rhea, ma più a valle. Le sue letture erano simili a quelle della Voyager 1.

Non ci sono immagini o avvistamenti diretti del materiale che si pensa stia assorbendo il plasma, ma i probabili candidati sarebbero difficili da rilevare direttamente. Ulteriori avvistamenti sono previsti per la prima estensione della missione Cassini, con un flyby mirato previsto per il 2 marzo 2010.

Confronto delle letture MIMI su Rhea e Tethys, e possibili anelli. La scia di plasma è più turbolenta su Rhea che su Tethys, quindi la sua ombra non è così netta.


Un'esposizione di 100 secondi di Rhea retroilluminata non ha trovato alcuna prova di anelli. Se esistono, sono troppo tenui o non disperdono abbastanza luce per essere rilevati. Questa geometria di osservazione è particolarmente adatta a rilevare piccole particelle di polvere, quindi un anello fatto interamente di detriti più grandi è ancora possibile. La mezzaluna luminosa illuminata dal sole è in basso a destra; l'illuminazione gibbosa sul lato sinistro è la luce del pianeta.

Interpretazione

Il percorso del flyby di Cassini rende difficile l'interpretazione delle letture magnetiche.

I candidati ovvi per la materia che assorbe il plasma magnetosferico sono il gas neutro e la polvere, ma le quantità richieste per spiegare la diminuzione di elettroni vista sono molto più alte di quanto le misurazioni di Cassini permettano. Pertanto i ricercatori, guidati da Geraint Jones del team Cassini MIMI, sostengono che la diminuzione degli elettroni deve essere causata da particelle solide in orbita attorno a Rhea:

Un'analisi dei dati elettronici indica che questo ostacolo è molto probabilmente sotto forma di un disco di materiale a bassa profondità ottica vicino al piano equatoriale di Rhea e che il disco contiene corpi solidi fino a ~1 m di dimensione.

La spiegazione più semplice per le punteggiature simmetriche nel flusso di plasma sono "archi estesi o anelli di materiale" che orbitano intorno a Rhea nel suo piano equatoriale. Questi avvallamenti simmetrici hanno una certa somiglianza con il modo in cui gli anelli di Urano sono stati trovati nel 1977.

Possibili anelli di Rhean
Anello	raggio orbitale (km)
disco	< 5,900
1	≈ 1,615
2	≈ 1,800
3	≈ 2,020

Tuttavia, non tutti gli scienziati sono convinti che le firme viste siano causate da un sistema di anelli. Nessun anello è stato visto nelle immagini, il che pone un limite molto basso almeno sulle particelle di piccole dimensioni della polvere. Inoltre, un anello fatto di massi dovrebbe generare polvere che probabilmente sarebbe stata vista nelle immagini.

Storia

Le simulazioni suggeriscono che i corpi solidi possono orbitare stabilmente intorno a Rhea vicino al suo piano equatoriale su scale temporali astronomiche. Potrebbero non essere stabili intorno a Dione e Teti perché queste lune sono molto più vicine a Saturno, e quindi hanno sfere Hill molto più piccole, o intorno a Titano a causa della resistenza della sua densa atmosfera.

Molti suggerimenti sono stati fatti per la possibile origine degli anelli. Un impatto potrebbe aver portato del materiale in orbita; questo potrebbe essere accaduto già 70 milioni di anni fa. Un piccolo corpo potrebbe essere stato distrutto quando si è trovato in orbita intorno a Rhea. In entrambi i casi, i detriti alla fine si sarebbero sistemati in orbite equatoriali circolari. Data la loro stabilità orbitale a lungo termine, tuttavia, è possibile che siano sopravvissuti alla formazione di Rhea stessa.

Perché esistano diversi anelli, qualcosa deve separarli. I suggerimenti includono lunette o grumi di materiale all'interno del disco, simili a quelli visti nell'anello A di Saturno.