レアの指輪

土星の2番目に大きい衛星であるレアは、粒子円盤内の3つの狭く比較的密度の高い帯からなる希薄なリングシステムを持っている可能性がある。これは、衛星の周りのリングの初めての発見となるだろう。この潜在的な発見は、2008年3月6日にサイエンス誌で発表された。 ^[2]

2005 年 11 月、カッシーニ探査機は、レア付近の土星の磁気圏で高エネルギー電子が枯渇していることを発見した。 ^[3]発見チームによると、電子の枯渇パターンは、直径がおそらく数デシメートルから約 1 メートルの赤道円盤状の粒子の固体物質に電子が吸収され、その中に複数の高密度のリングまたは弧が含まれていると仮定することで最もよく説明できる。その後、カッシーニの狭角カメラで推定リング面を複数の角度から光学的に探査したが、予想されたリング物質の証拠は見つからず、2010 年 8 月には、レアにはリングがない可能性が高いと発表された^[4]。また、レアに特有の枯渇パターンの理由は不明である^{[5] [6]} 。しかし、レア表面の赤道に沿った青みがかった痕跡の列は、過去に軌道を外れたリング物質が衝突したことを示唆しており、疑問は未解決のままである。^[7]

1980年、ボイジャー1号は、レアの下流で土星の磁場に閉じ込められた高エネルギー電子の広範な減少を観測した。説明のつかないこれらの測定は、カッシーニのデータよりも遠い距離で行われた。

2005年11月26日、カッシーニは主要ミッションで唯一レアをフライバイした。カッシーニはレアの表面から500km以内、土星の磁場の下流を通過し、ディオネやテティスなどの他の衛星の場合と同様に、結果として生じるプラズマの航跡を観測した。これらの場合、カッシーニが衛星のプラズマの影（衛星自体が磁気圏プラズマがカッシーニに到達するのを妨げている領域）に入ったときに、エネルギーの高い電子が突然遮断された。 ^{[2] [8]しかし、レアの場合、電子プラズマはその8倍の距離でわずかに減少し始め、}カッシーニがレアのプラズマの影に入ったときに予想された急激な減少まで徐々に減少した。伸びた距離はレアのヒル球に対応しており、レアの半径の7.7倍の距離で、その軌道は土星の重力ではなくレアの重力によって支配される。カッシーニがレアのプラズマの影から出てきたときには、逆のパターンが起こった。つまり、エネルギーの高い電子が急激に増加し、その後、レアのヒル球の半径まで徐々に増加した。

これらの測定値は、南極から噴出する水が電子プラズマを吸収するエンケラドゥスの場合と似ています。しかし、レアの場合、吸収パターンは対称的です。さらに、磁気圏撮像機器（MIMI）は、この緩やかな勾配が月の両側のプラズマ流の3つの急激な低下によって中断され、パターンもほぼ対称的であることを観測しました。^{[2] [8]}

2007年8月、カッシーニは再びレアのプラズマの影を通過したが、今回はさらに下流であった。その記録はボイジャー1号の記録と似ていた。2年後の2009年10月、赤道から2度以内の、レアの円周の4分の3に渡って広がる線上に分布する小さな紫外線の明るい斑点が、リングのさらなる証拠となるかもしれないと発表された。その斑点は、おそらく軌道から外れたリングの物質が衝突した地点を表している。^[9]

プラズマを吸収していると考えられる物質の画像や直接観測はないが、その可能性のある物質を直接検出するのは難しいだろう。 2010年3月2日のカッシーニのフライバイでのさらなる観測^{[8]では、軌道を周回するリング物質の証拠は見つからなかった[4]}。

カッシーニのフライバイ軌道により、磁気測定値の解釈が困難になります。

磁気圏プラズマを吸収する物質の明らかな候補は中性ガスと塵だが、観測された減少を説明するために必要な量はカッシーニの測定で許容される量をはるかに上回る。そのため、カッシーニMIMIチームのジェラント・ジョーンズ率いる発見者たちは、減少はレアを周回する固体粒子によって引き起こされたに違いないと主張している。

「電子データの分析によると、この障害物はレアの赤道面近くの低光学深度の物質のディスクの形をしており、ディスクには最大約1メートルの大きさの固体が含まれている可能性が高いことが示されています。」^[2]

プラズマ流の対称的な断続現象の最も単純な説明は、レアの赤道面を周回する「物質の延長した弧またはリング」である。これらの対称的な凹みは、 1977年に天王星のリングが発見された方法といくらか類似している。 ^[10]絶対的な対称性からのわずかな偏差は、リング自体の非対称性（円形である可能性あり）ではなく、「局所的な磁場の適度な傾斜」または「一般的なプラズマ流の偏差」によるものである可能性がある。

観測された特徴がリングシステムによるものだと確信している科学者は全員ではない。画像にはリングは見られず、塵の大きさの粒子の限界は非常に低い。さらに、岩石のリングは画像に見られるような塵を生成すると予想される。^[11]

シミュレーションによれば、固体天体は天文学的な時間スケールでレアの赤道面付近を安定して周回できる。ディオネやテティスの周囲では安定しない可能性がある。これらの衛星は土星に非常に近く、ヒル球がはるかに小さいためである。また、タイタンの周囲では、その濃い大気による抗力のため、固体天体は安定しない可能性がある。^[2]

リングの起源については、いくつかの説が提唱されている。衝突によって物質が軌道上に放出された可能性があり、これは7000万年前に起こった可能性がある。小天体がレアの周回軌道に捕らえられた際に破壊された可能性もある。いずれにしても、破片は最終的に円形の赤道軌道に落ち着くだろう。しかし、軌道が長期にわたって安定する可能性を考えると、レアの形成からリングが生き残っている可能性もある。^[2]

個別のリングが存続するには、何かがそれを閉じ込めていなければなりません。土星のAリング内で観測されるものと同様の、ディスク内の小衛星や物質の塊が候補に挙げられます。^[2]

• サブサテライト

• NASA ポッドキャスト 2008-03-10 にWayback Machineでアーカイブ