Пръстени на Рея: пръстенова система на Сатурновата луна и откритие от Касини

През 1980 г. "Вояджър 1" вижда област без толкова много енергийни електрони, уловени в магнитното поле на Сатурн надолу по течението от Рея. Тези измервания, които така и не бяха обяснени, бяха направени на по-голямо разстояние от данните на Касини.

На 26 ноември 2005 г. "Касини" извършва единственото целево прелитане до Рея по време на основната си мисия. Тя премина на 500 км от повърхността на Рея, надолу по течението на магнитното поле на Сатурн, и видя образувалата се плазмена буря, както при други луни, като Дион и Тетис. В тези случаи имаше прекъсване на енергийните електрони, когато Касини премина в плазмените сенки на луните (областите, в които самите луни блокираха достигането на магнитосферната плазма до Касини). В случая с Рея обаче електронната плазма започна да намалява на осем пъти по-голямо разстояние и постепенно намаляваше до очакваното рязко спиране, когато Касини навлезе в плазмената сянка на Рея. Разширеното разстояние съответства на Хил-сферата на Рея - разстоянието от 7,7 пъти радиуса на Рея, вътре в което орбитите са доминирани от гравитацията на Рея, а не на Сатурн. Когато "Касини" излезе от плазмената сянка на Рея, се получи обратната картина: рязък скок на енергийни електрони, а след това постепенно нарастване до радиуса на Хил-сферата на Рея.

Тези показания са подобни на тези на Енцелад, където водата, излизаща от южния му полюс, поглъща електронната плазма. В случая с Рея обаче моделът на поглъщане е симетричен.

Освен това Инструментът за магнитосферни изображения (MIMI) видя, че този плавен градиент е прекъснат от три резки спада в плазмения поток от всяка страна на Луната - модел, който също е почти симетричен.

През август 2007 г. "Касини" отново премина през плазмената сянка на Рея, но по-надолу по течението. Показанията му са сходни с тези на Вояджър 1.

Няма изображения или преки наблюдения на материала, за който се предполага, че поглъща плазмата, но вероятните кандидати трудно биха могли да бъдат открити директно. Допълнителни наблюдения са планирани за първото удължаване на мисията на "Касини", като целевото прелитане е насрочено за 2 март 2010 г.

Траекторията на прелитане на "Касини" затруднява интерпретацията на магнитните показания.

Очевидните кандидати за поглъщаща плазма материя в магнитосферата са неутрален газ и прах, но количествата, необходими за обяснение на наблюдаваното намаляване на електроните, са много по-големи, отколкото позволяват измерванията на "Касини". Затова откривателите, ръководени от Гераинт Джоунс от екипа на Cassini MIMI, твърдят, че намаляването на електроните трябва да се дължи на твърди частици, които обикалят около Рея:

Анализът на електронните данни показва, че това препятствие най-вероятно е под формата на диск от материал с ниска оптична дълбочина в близост до екваториалната равнина на Рея и че дискът съдържа твърди тела с размер до ~1 m.

Най-простото обяснение за симетричните прекъсвания в плазмения поток са "удължени дъги или пръстени от материал", които обикалят около Рея в екваториалната ѝ равнина. Тези симетрични пропадания имат известна прилика с начина, по който са открити пръстените на Уран през 1977 г.

Не всички учени обаче са убедени, че наблюдаваните признаци се дължат на пръстеновидна система. На изображенията не са забелязани пръстени, което поставя много ниска граница поне за миниатюрните частици с размер на прах. Освен това би се очаквало пръстен, изграден от камъни, да генерира прах, който вероятно би се видял на изображенията.

Симулациите показват, че твърди тела могат да обикалят стабилно около Рея близо до екваториалната ѝ равнина в астрономически времеви диапазон. Възможно е те да не са стабилни около Дион и Тетис, тъй като тези луни са много по-близо до Сатурн и поради това имат много по-малки сфери на Хил, или около Титан поради съпротивлението на плътната му атмосфера.

Направени са много предложения за възможния произход на пръстените. Възможно е удар да е изнесъл материал в орбита; това може да се е случило преди едва 70 милиона години. Възможно е малко тяло да е било разрушено, когато е попаднало в орбита около Рея. И в двата случая отломките в крайна сметка биха се установили на кръгови екваториални орбити. Предвид дългосрочната им орбитална стабилност обаче е възможно те да са оцелели от формирането на самата Рея.

За да съществуват различни пръстени, нещо трябва да ги разделя. Предположенията включват лунни петна или струпвания на материал в диска, подобни на тези, наблюдавани в пръстена А на Сатурн.