Anillos de Rea - Rings of Rhea
La luna de Saturno Rea puede tener un sistema de anillos tenue que consta de tres bandas estrechas y relativamente densas dentro de un disco de partículas. Este sería el primer descubrimiento de anillos alrededor de una luna . El potencial descubrimiento fue anunciado en la revista Science el 6 de marzo de 2008.
En noviembre de 2005, el orbitador Cassini descubrió que la magnetosfera de Saturno está agotada de electrones energéticos cerca de Rea. Según el equipo de descubrimiento, el patrón de agotamiento se explica mejor asumiendo que los electrones son absorbidos por material sólido en forma de un disco ecuatorial de partículas, quizás de varios decímetros a aproximadamente un metro de diámetro y que contiene varios arcos o anillos más densos. Posteriores búsquedas ópticas específicas del plano de los anillos putativa desde varios ángulos por Cassini' s cámara de ángulo estrecho no pudieron encontrar ninguna evidencia de que el material del anillo era de esperar, y en agosto de 2010 se anunció que Rhea era poco probable que tenga anillos, y que la razón ya que se desconoce el patrón de agotamiento, que es exclusivo de Rea. Sin embargo, una cadena ecuatorial de marcas azuladas en la superficie de Rhean sugiere impactos pasados de material anular deorbitación y deja la cuestión sin resolver.
Detección
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La Voyager 1 observó un amplio agotamiento de los electrones energéticos atrapados en el campo magnético de Saturno aguas abajo de Rea en 1980. Estas mediciones, que nunca se explicaron, se realizaron a una distancia mayor que losdatos de Cassini .
El 26 de noviembre de 2005, Cassini hizo el sobrevuelo de Rhea de su misión principal. Pasó a 500 km de la superficie de Rea, aguas abajo del campo magnético de Saturno, y observó la estela de plasma resultante como lo había hecho con otras lunas, como Dione y Tethys . En esos casos, hubo un corte abrupto de electrones energéticos cuando Cassini cruzó hacia las sombras de plasma de las lunas (las regiones donde las propias lunas bloquearon el plasma magnetosférico para que no llegara a Cassini). Sin embargo, en el caso de Rea, el plasma de electrones comenzó a caer ligeramente a ocho veces esa distancia, y disminuyó gradualmente hasta la esperada caída brusca cuando Cassini entró en la sombra de plasma de Rea. La distancia extendida corresponde a la esfera Hill de Rea , la distancia de 7.7 veces el radio de Rea, dentro de la cual las órbitas están dominadas por la gravedad de Rea en lugar de la de Saturno. Cuando Cassini emergió de la sombra de plasma de Rea, se produjo el patrón inverso: una fuerte oleada de electrones energéticos, luego un aumento gradual en el radio de la esfera de la colina de Rea.
Estas lecturas son similares a las de Encelado , donde el agua que sale de su polo sur absorbe el plasma de electrones. Sin embargo, en el caso de Rea, el patrón de absorción es simétrico. Además, el Instrumento de Imágenes Magnetosféricas (MIMI) observó que este suave gradiente estaba marcado por tres gotas agudas en el flujo de plasma a cada lado de la luna, un patrón que también era casi simétrico.
En agosto de 2007, Cassini volvió a atravesar la sombra de plasma de Rea, pero más río abajo. Sus lecturas fueron similares a las de la Voyager 1. Dos años más tarde, en octubre de 2009, se anunció que un conjunto de pequeños puntos brillantes ultravioleta distribuidos en una línea que se extiende tres cuartas partes de la circunferencia de Rea, dentro de los 2 grados de la ecuador, puede representar una prueba más de un anillo. Los puntos representan presumiblemente los puntos de impacto del material del anillo que se desorbita.
No hay imágenes ni observaciones directas del material que se cree que absorbe el plasma, pero los posibles candidatos serían difíciles de detectar directamente. Otras observaciones durante el sobrevuelo dirigido por Cassini el 2 de marzo de 2010 no encontraron evidencia de material de anillo en órbita.
Interpretación
| Anillo | Radio orbital (km) |
|---|---|
| Disco | <5900 |
| 1 | ≈ 1615 |
| 2 | 1800 ≈ |
| 3 | ≈ 2020 |
La trayectoria de sobrevuelo de Cassini dificulta la interpretación de las lecturas magnéticas.
Los candidatos obvios para la materia absorbente de plasma magnetosférico son el gas neutro y el polvo, pero las cantidades necesarias para explicar el agotamiento observado son mucho mayores de lo que permiten las mediciones de Cassini . Por lo tanto, los descubridores, liderados por Geraint Jones del equipo Cassini MIMI, argumentan que las reducciones deben ser causadas por partículas sólidas que orbitan alrededor de Rea:
"Un análisis de los datos de los electrones indica que este obstáculo es muy probablemente en la forma de un disco de material de baja profundidad óptica cerca del plano ecuatorial de Rea y que el disco contiene cuerpos sólidos de hasta ~ 1 m de tamaño".
La explicación más simple para las puntuaciones simétricas en el flujo de plasma son "arcos o anillos de material extendidos" que orbitan Rea en su plano ecuatorial. Estas caídas simétricas guardan cierta similitud con el método por el cual se descubrieron los anillos de Urano en 1977. Las ligeras desviaciones de la simetría absoluta pueden deberse a "una modesta inclinación del campo magnético local" o "desviaciones comunes del flujo de plasma" en lugar de a asimetría de los propios anillos, que pueden ser circulares.
No todos los científicos están convencidos de que las firmas observadas sean causadas por un sistema de anillos. No se han visto anillos en las imágenes, lo que pone un límite muy bajo para las partículas del tamaño del polvo. Además, se esperaría que un anillo de rocas generara polvo que probablemente se habría visto en las imágenes.
Física
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Las simulaciones sugieren que los cuerpos sólidos pueden orbitar de manera estable a Rea cerca de su plano ecuatorial en escalas de tiempo astronómicas. Es posible que no sean estables alrededor de Dione y Tetis porque esas lunas están mucho más cerca de Saturno y, por lo tanto, tienen esferas de colinas mucho más pequeñas , o alrededor de Titán debido al arrastre de su densa atmósfera.
Se han hecho varias sugerencias sobre el posible origen de los anillos. Un impacto podría haber arrojado material a la órbita; esto podría haber sucedido tan recientemente como hace 70 millones de años. Un cuerpo pequeño podría haberse roto al quedar atrapado en órbita alrededor de Rea. En cualquier caso, los escombros eventualmente se habrían asentado en órbitas ecuatoriales circulares. Sin embargo, dada la posibilidad de estabilidad orbital a largo plazo, es posible que sobrevivan a la formación de Rea.
Para que persistan los anillos discretos, algo debe limitarlos. Las sugerencias incluyen lunas o grupos de material dentro del disco, similares a los observados dentro del anillo A de Saturno .