Prstene Rhei

Detekcia

Voyager 1 videl v roku 1980 oblasť bez toľkých energetických elektrónov uväznených v magnetickom poli Saturnu smerom od Rhey. Tieto merania, ktoré neboli nikdy vysvetlené, sa uskutočnili vo väčšej vzdialenosti ako údaje zo sondy Cassini.

Dňa 26. novembra 2005 uskutočnila sonda Cassini jediný cielený prelet okolo planéty Rhea v rámci svojej primárnej misie. Prešla vo vzdialenosti 500 km od povrchu Rhey, po prúde Saturnovho magnetického poľa, a videla vznikajúce plazmové vlny, ako to bolo v prípade iných mesiacov, napríklad Dione a Tethys. V týchto prípadoch došlo k prerušeniu toku energetických elektrónov, keď Cassini prešla do plazmového tieňa mesiacov (oblasti, kde samotné mesiace blokovali dosah magnetosférickej plazmy na Cassini). V prípade Rhey však elektrónová plazma začala klesať pri osemnásobku tejto vzdialenosti a postupne klesala až do očakávaného prudkého poklesu, keď Cassini vstúpila do plazmového tieňa Rhey. Predĺžená vzdialenosť zodpovedá Hillovej sfére Rhey, vzdialenosti 7,7-násobku polomeru Rhey, vo vnútri ktorej prevláda gravitácia Rhey, a nie Saturnu. Keď sa Cassini vynorila z plazmového tieňa Rhey, nastala opačná situácia: Prudký nárast energetických elektrónov, potom postupný nárast až po polomer Rheinej Hillovej gule.

Tieto údaje sú podobné ako na Encelade, kde voda vystupujúca z jeho južného pólu absorbuje elektrónovú plazmu. V prípade Rhey je však absorpčný vzor symetrický.

Okrem toho prístroj MIMI (Magnetospheric Imaging Instrument) zistil, že tento mierny gradient bol prerušený tromi prudkými poklesmi toku plazmy na každej strane Mesiaca, pričom tento vzor bol takmer symetrický.

V auguste 2007 Cassini opäť prešla cez plazmový tieň Rhey, ale ďalej po prúde. Jej údaje boli podobné údajom sondy Voyager 1.

Neexistujú žiadne snímky ani priame pozorovania materiálu, o ktorom sa predpokladá, že pohlcuje plazmu, ale pravdepodobných kandidátov by bolo ťažké priamo odhaliť. Ďalšie pozorovania sú naplánované na prvé predĺženie misie Cassini, pričom cielený prelet je naplánovaný na 2. marca 2010.

Porovnanie údajov MIMI na Rhei a Tethys a možné prstence. Plazmatický budík je na Rhei turbulentnejší ako na Tethys, takže jeho tieň nie je taký jasný.


Pri 100-sekundovej expozícii podsvietenej Rhey sa nepodarilo nájsť žiadne stopy po prstencoch. Ak existujú, sú buď príliš slabé, alebo nerozptyľujú dostatok svetla na to, aby sa dali odhaliť. Táto geometria pozorovania je prispôsobená najmä na detekciu drobných častíc veľkosti prachu, takže prstenec zložený výlučne z väčších úlomkov je stále možný. Jasný polmesiac osvetlený Slnkom je vpravo dole; gibbové osvetlenie na ľavej strane je planetárny svit.

Výklad

Dráha preletu sondy Cassini sťažuje interpretáciu magnetických údajov.

Zrejmými kandidátmi na magnetosférickú plazmu pohlcujúcu hmotu sú neutrálny plyn a prach, ale množstvá potrebné na vysvetlenie pozorovaného poklesu elektrónov sú oveľa vyššie, než umožňujú merania sondy Cassini. Preto nálezcovia pod vedením Gerainta Jonesa z tímu Cassini MIMI tvrdia, že pokles elektrónov musia spôsobiť pevné častice obiehajúce okolo Rhey:

Analýza elektrónových údajov naznačuje, že táto prekážka má s najväčšou pravdepodobnosťou podobu disku materiálu s nízkou optickou hĺbkou v blízkosti rovníka Rhey a že disk obsahuje pevné telesá s veľkosťou do ~ 1 m.

Najjednoduchším vysvetlením symetrických výkyvov v toku plazmy sú "predĺžené oblúky alebo prstence materiálu" obiehajúce okolo Rhey v jej rovníkovej rovine. Tieto symetrické poklesy sa do istej miery podobajú spôsobu, akým boli v roku 1977 objavené Uránove prstence.

Možné krúžky Rhean
Krúžok	polomer obežnej dráhy (km)
disk	< 5,900
1	≈ 1,615
2	≈ 1,800
3	≈ 2,020

Nie všetci vedci sú však presvedčení, že pozorované znaky sú spôsobené prstencovým systémom. Na snímkach neboli viditeľné žiadne prstence, čo kladie veľmi nízku hranicu aspoň na drobné prachové častice. Okrem toho by sa očakávalo, že prstenec zložený z balvanov bude vytvárať prach, ktorý by bol na snímkach pravdepodobne viditeľný.

História

Simulácie naznačujú, že pevné telesá môžu stabilne obiehať okolo Rhey v blízkosti jej rovníka v astronomickom časovom horizonte. Nemusia byť stabilné okolo Dione a Tethys, pretože tieto mesiace sú oveľa bližšie k Saturnu, a preto majú oveľa menšie Hillove sféry, alebo okolo Titanu kvôli odporu jeho hustej atmosféry.

O možnom pôvode prsteňov sa objavili mnohé návrhy. Náraz mohol vyniesť materiál na obežnú dráhu, čo sa mohlo stať ešte pred 70 miliónmi rokov. Malé teleso mohlo byť narušené, keď sa ocitlo na obežnej dráhe okolo Rhey. V oboch prípadoch by sa úlomky nakoniec usadili na kruhových rovníkových dráhach. Vzhľadom na ich dlhodobú stabilitu na obežnej dráhe je však možné, že prežili z čias vzniku samotnej Rhey.

Aby mohli existovať rôzne kruhy, musí ich niečo oddeľovať. Predpokladá sa, že v rámci disku sa budú nachádzať mesiačiky alebo zhluky materiálu, podobne ako v prípade Saturnovho prstenca A.