Ce este rotația sincronă?

Rotația sincronă, cunoscută și sub denumirea de rotație capturată sau blocare a mareelor, este un fenomen fizic în astronomie în care un corp mai mic care orbitează în jurul altuia se rotește pe propria sa axă în aproximativ aceeași perioadă de timp necesară pentru a finaliza o orbită în jurul corpului mai mare. Acest lucru face ca o parte a satelitului care orbitează să fie mereu în fața corpului pe care îl orbitează. Unul dintre cele mai evidente exemple în acest sens este modul în care Luna orbitează Pământul în aproximativ 27 de zile și completează o revoluție în jurul propriei axe în aceeași perioadă de timp.

În timp ce orbita Lunii este una de rotație sincronă, nu este perfect așa. Acest lucru se datorează în mare măsură faptului că orbita Lunii în jurul Pământului are formă eliptică, nu perfect circulară. Când Luna se află la apogeu, sau cea mai îndepărtată distanță de Pământ de 252,499 mile (406,357 kilometri), revoluția sa este puțin mai rapidă decât orbita sa. Acest lucru dezvăluie un plus de 8° de longitudine a emisferei sale vestice.

Când se află la perigeu sau cea mai apropiată distanță de Pământ de 221,699 mile (356,790 kilometri), revoluția sa este puțin mai lentă decât orbita sa. Aceasta dezvăluie 8° grade de longitudine a emisferei sale estice. Luna se află, de asemenea, la aproximativ 5° în afara planului ecliptic al Pământului, sau linia directă pe care Pământul o ia în orbita Soarelui, ceea ce dezvăluie încă 7° de suprafață de latitudine polară în timpul unei orbite în jurul Pământului.

În timp ce se crede că majoritatea lunilor din Sistemul nostru Solar sunt în prezent în rotație sincronă în jurul corpului lor părinte, o excepție notabilă de la aceasta este luna Hyperion, care orbitează planeta Saturn. Hyperion este o lună cu formă neregulată, care este cel mai apropiat obiect din spațiu de masivul Titan, cea mai mare lună a lui Saturn, care este mai mare ca dimensiune decât planeta Mercur. Titan și Hyperion sunt blocați în rezonanță orbitală, afectându-se reciproc orbitele în jurul lui Saturn, astfel încât, pentru fiecare patru orbite ale lui Saturn pe care le face Titan, Hyperion face trei.

Nava spațială Cassini a făcut măsurători ale orbitei lui Hyperion în zburările apropiate ale Lunii în 2005. Misiunea a stabilit că Hyperion se rotește între 4.2 și 4.5 ori mai rapid decât ceea ce ar fi o rată sincronă pentru el. Orbita lui Hyperion este descrisă ca fiind haotică, deoarece se modifică în revoluția sa în jurul propriei axe, ceea ce înseamnă că nu are ecuator sau poli definiți. Prin urmare, locația sa în jurul lui Saturn în orice moment este imprevizibilă.

Când două corpuri din spațiu împărtășesc o apropiere strânsă unul de celălalt și dimensiuni fizice similare, ambele tind să împărtășească orbite sincrone unul în jurul celuilalt. Acest lucru este valabil pentru planeta pitică Pluto și cea mai mare lună a sa Charon, care se află la doar 12,000 de mile de Pluto. Luna Charon are un diametru de 790 de mile (1,270 de kilometri), făcând-o puțin peste jumătate din dimensiunea lui Pluto, cu un diametru de 1,440 de mile (2,320 de kilometri).
Atât Pluto, cât și luna sa Charon se învârt pe axa lor respectivă în aproximativ 6.3 zile, fiecare menținând aceeași parte a suprafeței în față în orice moment. Acesta este un fenomen pe care într-o zi pământul îl va face și cu luna. Aceste caracteristici unice au determinat ca sistemul Pluto-Charon să fie etichetat ca o planetă dublă.

Alte sisteme, în afară de planete și luni, pot afișa și rotație sincronă. Anumite stele binare din galaxia Calea Lactee, două stele blocate pe orbite una în jurul celeilalte, sunt, de asemenea, cunoscute ca fiind în rotație sincronă. Telescopul spațial Microvariability & Oscillations of Stars (MOST) din Canada, lansat în 2003, este conceput pentru a investiga acest lucru.
Steaua Tau Bootis, la aproximativ 50 de ani lumină de Pământ, a fost descoperită de MOST ca fiind blocată în rotație sincronă cu tau Bootis b, o planetă masivă de aproximativ 7 până la 8 ori mai mare decât Jupiter, care orbitează în jurul lui Tau Bootis. Deoarece este de 100 de ori mai aproape de steaua sa părinte decât este Jupiter de Soare, tau Bootis b orbitează în jurul soarelui său la fiecare 3.3 zile, iar aceeași parte a suprafeței stelei este mereu în fața planetei. Oamenii de știință susțin că multe stele pot fi, de fapt, implicate într-o astfel de blocare a mareelor ​​cu planete mari în orbită care sunt apropiate. Este probabil ca aceste planete să se afle pe orbite în descompunere, așa cum sugerează apropierea lor de stele.