土星的卫星土卫五雷亚可能有一个稀疏的环系统,包含有三条狭窄、相对来说是密集微粒组成的盘面。此一发现公布在2008年3月6日的《科学杂志》,这可能是被发现的第一个环绕着卫星的环系统[2]

艺术家想像丽亚的环,微粒的密度被夸大了。[1]

在2005年的11月,卡西尼轨道船发现土星的磁气层在丽亚附近有高能量的电子。根据发现的团队说明,最好的解释模式是假设电子被固体的物体吸附在它赤道的盘面上,这些可以包含密集的圆环或弧,而微粒的直径可以从几公分至接近一米。


检测

 
比较MIMI读取的丽亚忒堤斯的资料,可能有环。等离子在丽亚比在忒堤斯附近动荡和活跃,因此它的阴影无法很清楚的切割。
 
由背光处曝光100秒的照片未能发现丽亚有环的证据。如果环存在,她们不是太细窄就是没有散射足够被侦测出来的光线。这项几何上的观察被调整到用来测量尘埃大小的微粒,所以环也有可能由更大的颗粒的碎屑组成。在底部的月牙形是被日光照亮的,在左边凸起的亮光是行星照

航海家1号在1980年也观察到在丽亚的附近的土星磁气层有被困住的高能电子扩散著。这些资料是在比卡西尼太空船更远的距离上测量的。

在2005年11月6日,卡西尼首度瞄准丽亚执行它的飞越任务。它以不到500公里的距离飞越丽亚的表面,顺着土星的磁场行进,观察到等离子比在其它卫星,像是狄俄涅忒堤斯的附近活跃。在那些情况下,当卡西尼进入卫星的阴影中时,等离子的高能量电子突然被切断了(卫星本身阻挡住了磁气层流向卡西尼的等离子)[2][3]。然而,在丽亚的情形是,等离子中的电子在8倍的距离外开始逐渐下降,并且逐渐下降直到卡西尼进入丽亚的等离子阴影之际发生预期的暴跌。这个延伸的距离相当于丽亚的希尔球,是丽亚半径的7.7倍,在这个范围内的轨道是由丽亚的重力主导而非土星的重力。在卡西尼脱离丽亚的等离子阴影过程中,整个变化反过来进行:高能量的电子突然明显的涌现,然后在希尔球的半径内逐渐的增加。

这些读数类似于恩克拉多斯虎皮条纹吸收了等离子的电子。但是,在丽亚的情况下,吸收的模式是对称的。

另一方面,磁气层影像仪(MIMI)观察到这种柔和的梯度在卫星两侧等离子流各有三次明显的暴跌,而且模式也几乎是对称的[2][3]

在2007年8月,卡西尼再一次穿越丽亚的等离子阴影,但是远离了顺流,得到的读数与航海家1号的相似。

目前没有影像或直接观测吸收等离子物质的想法,而且可能的候选者也很难直接的查出来。未来将会安排在卡西尼延伸任务的首要观测项目中[4],飞越目标的时程已安排在2010年3月2日[3]

说明

卡西尼飞越时的弹射使磁层的解读遭遇困难。

磁气层的等离子吸收体最明显的候选人是中性氢和尘埃,但是解释上所需要的数量远高于卡西尼所能观测到的损耗。因此,发现者,卡西尼MIMI小组的领导人Geraint Jones争辩说,这些损耗必然是由围绕着丽亚的固体微粒造成的:

对电子分析的数据显示造成遮蔽的物质很可能是接近丽亚赤道平面的低光深度盘,盘中物体的直径上限大约在一米[2]

对有着对称标志的等离子流最简单的解释就是有延伸成弧或圆环的物质在丽亚的赤道平面上环绕着。这些相对称的垂直度有一些地方与1977年发现天王星环的方法相似[5]。在绝对的对称上的轻微偏差也许可以归结于“地区性磁场的轻微倾斜”或“等离子流的共同偏差”,而不是环的非对称性,而环可能是圆形的。

丽亚可能的环
轨道半径(公里)
< 5900
1 ≈ 1615
2 ≈ 1800
3 ≈ 2020

不是所有的科学家都被说服而认同是由圆环系统造成的。在影像上未能看见环,被认为是尘埃的颗粒非常小的缘故。而且,预期有可能观测到由冰砾构成的圆环影像[6]

历史

模拟的结果认为,以天文学的时间尺度,固体的微粒是可以在丽亚的赤道平面上稳定的环绕着,但是狄俄涅忒堤斯因为太靠近土星,使得它们的希尔球太小,就无法稳定下来了;在泰坦则是因为有浓厚的大气层阻尼。[2]

对于环的起源也有几种看法。撞击可能将物质抛入轨道;最近的一次可能发生在7,000万年前。当捕获丽亚时,可能扰乱了一些小天体的轨道。无论是那一种情况,残骸最终都将进入赤道上安定的圆轨道。假使轨道可以有长期的稳定性,丽亚本身是可以让它们生成并存在的[2]

从分散到稳定,必然会有一些限制。这些建议包括盘内的小卫星和材料丛集,相似于土星的A环[2]

参考资料

  1. ^ 存档副本. [2008-12-28]. (原始内容存档于2016-06-12). 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 Jones, Geraint H.; et al.. The Dust Halo of Saturn's Largest Icy Moon, Rhea. Science (AAAS). March 2008, 319 (5868): 1380–1384 [2008-12-28]. doi:10.1126/science.1151524. (原始内容存档于2009-02-21). 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 Lakdawalla, E. A Ringed Moon of Saturn? Cassini Discovers Possible Rings at Rhea. The Planetary Society web site. Planetary Society. 2008-03-06 [2008-03-09]. (原始内容存档于2008-03-10). 
  4. ^ Hecht, Jeff. Saturn satellite reveals first moon rings. New Scientist. 2008-03-06 [2008-03-06]. (原始内容存档于2013-05-29). 
  5. ^ Saturn's Moon Rhea Also May Have Rings. NASA. 2008-03-06 [2008-03-08]. (原始内容存档于2011-11-04). 
  6. ^ Kerr, Richard A. News of the Week: Electron Shadow Hints at Invisible Rings Around a Moon. Science (AAAS). March 2008, 319 (5868): 1325 [2008-12-28]. doi:10.1126/science.319.5868.1325. (原始内容存档于2008-07-27). 

外部链接