Rhea und die Ringe des Saturn: Orbitaldynamik

Physikalische und orbitale Eigenschaften von Rhea

Rhea ist die zweithöchsteMonddes Saturn nach Titan, mit einem durchschnittlichen Durchmesser von etwa 1.527 km und einer geschätzten Masse von 2,3 × 10²¹kg. Seine durchschnittliche Dichte liegt bei etwa 1,24 g/cm³weist auf eine überwiegend eisige Zusammensetzung mit einem erheblichen Gesteinsanteil hin. Die Oberfläche von Rhea ist stark mit Kratern übersät und weist vielfältige Strukturen wie Kraterketten und lineare Brüche auf, die auf eine uralte geologische Geschichte schließen lassen.

Rhea umkreist den Saturn in einer durchschnittlichen Entfernung von 527.000 km und weist eine synchrone Rotation auf, wobei er immer die gleiche Seite zum Planeten zeigt. Seine Umlaufzeit beträgt etwa 4,5 Erdentage. Die Neigung der Umlaufbahn um 0,35° und die Exzentrizität ihrer Umlaufbahn tragen zu den stabilen Gravitationswechselwirkungen bei, die mit den Partikeln der externen Anhänge des Saturn von großer Bedeutung sind. Rhea umkreist knapp hinter dem E-Ring. Rhea beeinflusst die Hauptringe (A, B, C, D) nicht direkt, kann aber durch Gravitationsresonanzen einen geringfügigen Einfluss auf den äußeren E-Ring und entfernten Staub haben. Störungen im F-Ring werden hauptsächlich durch die nahegelegenen Satelliten Prometheus und Pandora verursacht.

Arten der beobachteten Störungen

Rheas Gravitationseffekte auf die Ringe manifestieren sich in verschiedenen Formen:

• Ausbildung vonDichtewellenin den Außenringen.
• Schaffung von Gebieten mit geringer Dichte durchLindblad-Resonanzen.
• Leichte Änderungen der Umlaufgeschwindigkeiten der Teilchen, die zu einer allmählichen Umgestaltung der Ringstruktur führen.

Einfluss auf die Ringstabilität

Numerische Simulationen zeigen, dass die Anwesenheit von Rhea bestimmte Abschnitte der Ringe stabilisiert, während sie andere stört. Diese Wechselwirkungen erzeugen ein dynamisches Gleichgewicht zwischen Gravitationskräften und Kollisionen zwischen Teilchen.

Vergleichstabelle der Gravitationsstörungen

Quelle :NASA – Rhea

Rhea und ihre Nachbarn im Saturnsystem

Orbitalposition und Wechselwirkungen

Rhea gehört zu einer Gruppe der mittleren und äußeren Saturnmonde, die durch Gravitation mit den Ringen und untereinander interagieren. Zu seinen unmittelbaren Nachbarn zählen Titan, der zweitgrößte Saturnmond, sowie Zwischenmonde wie Iapetus, Tethys und Dione. Jeder dieser Monde hat eine nahezu kreisförmige Umlaufbahn mit geringer Neigung und trägt so zu einem komplexen Netzwerk aus Monden beiOrbitalresonanzenund gegenseitige Störungen.

Einfluss auf Ringe

Die Umlaufabstände zwischen diesen Satelliten sind groß genug, um direkte Kollisionen zu begrenzen, aber kumulative Gravitationseffekte verändern nach und nach die Flugbahnen und Umlaufgeschwindigkeiten und beeinflussen insbesondere die Stabilität der äußeren Saturnringe. Rhea fungiert mit seiner Zwischenmasse als Modulator der durch Titan und Iapetus verursachten Störungen und ist an der Gesamtdynamik des Systems beteiligt.

Vergleich physikalischer Eigenschaften

Eine vergleichende Analyse der physikalischen und orbitalen Eigenschaften dieser Monde zeigt auch erhebliche Unterschiede in Zusammensetzung und Struktur. Rhea und Tethys sind überwiegend eisig, während Iapetus eine deutliche Dichotomie zwischen einer hellen und einer dunklen Seite aufweist.

Vergleichstabelle der physikalischen Eigenschaften der Nachbarmonde von Rhea

Quelle :NASA – Erforschung des Sonnensystems