Vad är synkron rotation?

Synkron rotation, även känd som fångad rotation eller tidvattenlåsning, är ett fysiskt fenomen i astronomi där en mindre kropp som kretsar runt en annan roterar på sin egen axel på ungefär samma tid det tar att slutföra en bana runt den större kroppen.Detta får en sida av den kretsande satelliten att alltid möta kroppen den kretsar.Ett av de mest uppenbara exemplen på detta är hur månen kretsar runt jorden på ungefär 27 dagar och slutför en revolution runt sin egen axel på samma tid.

Medan månbana är en av synkron rotation, är det inte perfekt.Detta beror till stor del på det faktum att månens omloppsbana runt jorden är elliptisk i form, inte perfekt cirkulär.När månen är på sin apogee, eller längst av avståndet från jorden på 252 499 miles (406 357 kilometer), är dess revolution något snabbare än dess bana.Detta avslöjar en extra 8 deg;av longitud på dess västra halvklot.

När den är på sin perigee, eller närmaste avstånd från jorden på 221 61,690 kilometer), är dess revolution något långsammare än dess bana.Detta avslöjar 8 deg;grader av longitud på dess östra halvklot.Månen sitter också cirka 5 deg;Utanför jordens ekliptiska plan, eller den direkta linjen som jorden tar in kretsande solen, vilket avslöjar ytterligare 7 grader;av polär latitudyta under en bana runt jorden.

Medan de flesta månar i vårt solsystem tros för närvarande vara i synkron rotation runt sina förälderkroppar, är ett anmärkningsvärt undantag från detta månhyperionen, som kretsar om planeten Saturn.Hyperion är en oregelbundet formad måne som är det närmaste objektet i rymden till massiva Titan, den största månen av Saturnus, som är större i storlek än planeten Merkurius.Titan och Hyperion är inlåsta i omloppsresonans, vilket påverkar varandras banor runt Saturn så att Hyperion gör tre för varje fyra banor som Titan gör, gör Hyperion tre.

Cassini -rymdskeppet tog mätningar av Hyperions omloppsbana i nära Flybys of the Moon 2005. Uppdraget bestämde att Hyperion roterar mellan 4,2 och 4,5 gånger snabbare än vad som skulle vara en synkron hastighet för det.Hyperions -bana beskrivs som kaotisk eftersom förändringar i sin revolution runt sin egen axel, vilket innebär att den inte har någon bestämd ekvator eller poler.Dess läge runt Saturnus vid en tidpunkt är därför oförutsägbar.

När två kroppar i rymden delar närheten till varandra och liknande fysiska storlekar, tenderar de båda att dela synkrona banor runt varandra också.Detta gäller för dvärgplaneten Pluto och dess största månen Charon, som bara ligger 12 000 mil från Pluto.Månen Charon är 790 miles (1 270 kilometer) i diameter, vilket gör den drygt hälften av storleken på Pluto själv på 2 320 kilometer) i diameter.

Både Pluto och dess måne Charon kretsar på deras respektive axel på cirka 6,3 dagar, var och en håller samma sida av ytan mot varandra hela tiden.Detta är ett fenomen som jorden en dag också kommer att göra med månen.Dessa unika egenskaper har resulterat i att Pluto-Charon-systemet märks som en dubbelplanet.

Andra system förutom planeter och månar kan också visa synkron rotation.Vissa binära stjärnor i Vintergalaxen, två stjärnor som är låsta i banor runt varandra, är också kända för att vara i synkron rotation.Canadas Microvariability Oscillations of Stars (Most) Space Telescope, som lanserades 2003, är utformat för att undersöka detta.

Tau Bootis -stjärnan, ungefär 50 ljusår från jorden, upptäcktes av de flesta för att låsas i synkron rotation med Tau Bootis B, en massiv planet cirka 7 till 8 gånger storleken på Jupiter som kretsar runt Tau Bootis.Eftersom det är 100 gånger närmare sin moderstjärna än Jupiter är till solen, banar Tau Bootis B sin sol var 3,3 dagar, och samma sida av bränningenStjärnens ess står alltid inför planeten.Forskare teoretiserar att många stjärnor faktiskt kan vara engagerade i ett sådant tidvattenlåsning med stora kretsande planeter som är nära.Det är troligt att dessa planeter är i förfallna banor, men som deras närhet till stjärnorna antyder.