B ring edge and friends
Nicole Albers
UVIS Team Meeting, June, 2010, Boulder

Outer A ring edge: Janus/Epimetheus 7:6
Co­orbital moons swap orbit  every 4 years, adding to the time  variability of any induced pattern  at the edge.
Despite a dominant 7­lobed  structure there are “quirks” ...
Spitale and Porco (2009, AJ)

Outer B ring edge: Mimas 2:1
Multiple­mode Streamline  description:
N r = a  1 −
i = 0 e i cos [ m i
∗ f i
] f i
=−
0
 i
− i
∗ et − et
0

Currently best working:
Forced M2 + free M1, M2, M3
Currently not exactly  clear/convincing what drives  the free modes.
Spitale and Porco (2009, astro­ph)

B ring edge kinematics
Nicole Albers
●
Mimas 2:1 ILR dominates
●
m=2 pattern orientation and
●
strength varies in time
potential m=1 pattern (VIMS,
RSS) present but few tens of
km  residuals
UVIS Team Meeting, Boulder, June 2010

Presence of multiple modes at the edge free m=2 free m=1
Nicole Albers UVIS Team Meeting, Boulder, June 2010

UVIS Fits: Using Monte­Carlo
Nicole Albers UVIS Team Meeting, Boulder, June 2010

UVIS best fit: chi^2 parameter space
Exploring parameter  space is expensive  and/or requires a good  initial guess of  involved frequencies.
Currently unclear,  if  due to a deficiency of
UVIS data or  something else.
Nicole Albers UVIS Team Meeting, Boulder, June 2010

UVIS best fit to date (just a rough guide)
Alternate  model could  be a single  mode with  variable  amplitude and  eccentricity  that naturally  precesses.
Nicole Albers UVIS Team Meeting, Boulder, June 2010

Movies

Nicole Albers
B ring edge variability
Azimuthal changes:
●
Material at the edge forms into
sub­km +/­90deg from Mimas
which dissolves further
downstream
Temporal changes:
●
Increase optical depth
●
Increase in radial amplitude
●
Increase in sub­km structure
UVIS Team Meeting, Boulder, June 2010

Nicole Albers UVIS Team Meeting, Boulder, June 2010

Evidence for streamline compression at the edge
●
Optical depth is largest when edge is most compressed, most radially
●
inward, in pericenter of dominant m=2 pattern
But  the optical depth has been increasing in time since 2004
Nicole Albers UVIS Team Meeting, Boulder, June 2010

B ring edge: Mimas 2:1
Nicole Albers UVIS Team Meeting, Boulder, June 2010

B ring edge: Mimas 2:1
Nicole Albers
“Region A”
UVIS Team Meeting, Boulder, June 2010

B ring edge during Voyager
Edge shows azimuthal “quirks” despite apparent m=2 pattern
Nicole Albers UVIS Team Meeting, Boulder, June 2010

C ring: Mimas 3:1
Nicole Albers UVIS Team Meeting, Boulder, June 2010

C ring: Mimas 3:1 (coadded Wavelet)
Nicole Albers UVIS Team Meeting, Boulder, June 2010

Cassini Division: Prometheus 5:4
Nicole Albers UVIS Team Meeting, Boulder, June 2010

Cassini Division: Prom 5:4 (coadded Wavelet)
Nicole Albers UVIS Team Meeting, Boulder, June 2010

B ring edge: Work in progress
●
Monte­Carlo suggests that a  good  frequency guess is essential!
●
Sub­km structure present at strong density waves  and  B ring edge
●
At the B ring edge (“absent Mim 2:1 density wave?”) this structure and
optical depth seem associated with streamline compression
●
Basic confirmation of streamline models and related compression effect
●
ISS saw “irregular wide regions” moving at Kepler speed; we saw
“region A” in Bet Cen R105 ingress
●
B ring edge best fit frequencies and m­numbers are close to nearby
resonances: Mimas2:1, Mimas4:2, Pandora4:3, Tethys4:1
Nicole Albers UVIS Team Meeting, Boulder, June 2010

Summary
●
Unexpected behavior of edges that are associated with a resonance
●
(tested so far Mim2:1, Mim3:1, Prom5:4, Jan7:6);
none described by a simple sine pattern
Sub­km structures present at the B ring edge is reminiscent of the
structures present at strong density waves; this structure could be
too weak and thus in the noise for the related Mimas 3:1 and
Prometheus 5:4
●
Presence of multiple (even if weak) resonances with matching
m­ number and pattern speed is highly suggestive
→   More comprehensive study of edge both resonant and “free”
Nicole Albers UVIS Team Meeting, Boulder, June 2010