Rea , la segunda luna más grande de Saturno , podría tener un tenue sistema de anillos formado por tres bandas estrechas y relativamente densas dentro de un disco de partículas. Este sería el primer descubrimiento de anillos alrededor de una luna . El posible descubrimiento fue anunciado en la revista Science el 6 de marzo de 2008. [2]
En noviembre de 2005, la sonda Cassini descubrió que la magnetosfera de Saturno está desprovista de electrones energéticos cerca de Rea. [3] Según el equipo que realizó el descubrimiento, la mejor explicación de este patrón de desproporción es suponer que los electrones son absorbidos por material sólido en forma de un disco ecuatorial de partículas de unos pocos decímetros a aproximadamente un metro de diámetro y que contiene varios anillos o arcos más densos. Las posteriores búsquedas ópticas dirigidas del supuesto plano de los anillos desde varios ángulos realizadas con la cámara de ángulo estrecho de Cassini no lograron encontrar ninguna evidencia del material de los anillos esperado, y en agosto de 2010 se anunció que era poco probable que Rea tuviera anillos, [4] y que se desconoce la razón del patrón de desproporción, que es exclusivo de Rea. [5] [6] Sin embargo, una cadena ecuatorial de marcas azuladas en la superficie de Rea sugiere impactos pasados de material de los anillos que se desorbita y deja la cuestión sin resolver. [7]
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La Voyager 1 observó en 1980 una amplia reducción de los electrones energéticos atrapados en el campo magnético de Saturno aguas abajo de Rea. Estas mediciones, que nunca fueron explicadas, se realizaron a una distancia mayor que los datos de Cassini .
El 26 de noviembre de 2005, Cassini realizó el único sobrevuelo de su misión principal sobre Rea. 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 Tetis . 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 lunas mismas bloquearon el plasma magnetosférico para que no llegara a Cassini). [2] [8] 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 caída abrupta esperada cuando Cassini entró en la sombra de plasma de Rea. La distancia extendida corresponde a la esfera de 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, ocurrió el patrón inverso: un aumento brusco de electrones energéticos, luego un aumento gradual hasta el radio de la esfera de Hill de Rea.
Estas lecturas son similares a las de Encélado , 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 Magnetospheric Imaging Instrument (MIMI) observó que este suave gradiente estaba marcado por tres caídas pronunciadas en el flujo de plasma en cada lado de la luna, un patrón que también era casi simétrico. [2] [8]
En agosto de 2007, Cassini volvió a atravesar la sombra de plasma de Rea, pero más abajo. Sus lecturas fueron similares a las de la Voyager 1. Dos años después, en octubre de 2009, se anunció que un conjunto de pequeños puntos brillantes en luz ultravioleta distribuidos en una línea que se extiende tres cuartas partes de la circunferencia de Rea, a dos grados del ecuador, podría representar una prueba más de la existencia de un anillo. Se supone que los puntos representan los puntos de impacto del material del anillo que se desorbita. [9]
No existen imágenes ni observaciones directas del material que se cree que está absorbiendo el plasma, pero sería difícil detectar directamente a los posibles candidatos. Otras observaciones realizadas durante el paso de Cassini el 2 de marzo de 2010 [8] no encontraron evidencia de material del anillo en órbita. [4]
La trayectoria de paso de Cassini dificulta la interpretación de las lecturas magnéticas.
Los candidatos obvios para la materia que absorbe el plasma magnetosférico son el gas neutro y el polvo, pero las cantidades necesarias para explicar la disminución observada son mucho mayores que las que permiten las mediciones de Cassini . Por lo tanto, los descubridores, liderados por Geraint Jones del equipo MIMI de Cassini , sostienen que las disminuciones deben ser causadas por partículas sólidas que orbitan alrededor de Rea:
"Un análisis de los datos electrónicos indica que este obstáculo probablemente tenga 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". [2]
La explicación más simple de las puntuaciones simétricas en el flujo de plasma son "arcos extendidos o anillos de material" que orbitan Rea en su plano ecuatorial. Estas depresiones simétricas guardan cierta similitud con el método por el cual se descubrieron los anillos de Urano en 1977. [10] Las ligeras desviaciones de la simetría absoluta pueden deberse a "una inclinación modesta del campo magnético local" o "desviaciones comunes del flujo de plasma" más que a la asimetría de los anillos en sí, que pueden ser circulares.
No todos los científicos están convencidos de que las señales 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. [11]
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Las simulaciones sugieren que los cuerpos sólidos pueden orbitar de manera estable alrededor de 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 Hill mucho más pequeñas , o alrededor de Titán debido al arrastre de su densa atmósfera. [2]
Se han hecho varias sugerencias sobre el posible origen de los anillos. Un impacto podría haber expulsado material a la órbita; esto podría haber sucedido hace tan solo 70 millones de años. Un cuerpo pequeño podría haberse desprendido al quedar atrapado en órbita alrededor de Rea. En cualquier caso, los restos se habrían asentado finalmente en órbitas ecuatoriales circulares. Sin embargo, dada la posibilidad de estabilidad orbital a largo plazo, es posible que sobrevivan a la formación de Rea. [2]
Para que los anillos discretos persistan, algo debe confinarlos. Se sugiere que existen pequeñas lunas o cúmulos de material dentro del disco, similares a los observados dentro del anillo A de Saturno . [2]