Synkron rotation

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 1 oktober 2021; kontroller kräver 3 redigeringar .

Synkronrotation ( tidvattenfångst ) är en situation när satellitens rotationsperiod runt dess axel sammanfaller med perioden för dess rotation runt den centrala kroppen. I det här fallet är satelliten alltid vänd mot den centrala kroppen med samma sida, eftersom den roterar runt sin axel på samma tid som det tar för den att vända sig runt sin partner.

Fenomenets fysik

Tidvattenfångst sker i processen av ömsesidig rörelse och är karakteristisk för många stora naturliga satelliter av planeter i solsystemet , och används också för att stabilisera vissa konstgjorda satelliter . Om skillnaden i massa mellan två kroppar är liten, kan de båda vara i ömsesidigt (ömsesidigt) tidvattenfångst, vilket är fallet med Pluto och Charon .

När man observerar en synkron satellit från den centrala kroppen, är endast en sida av satelliten alltid synlig (ett slående exempel: observation av månen från jorden). När den ses från sidan av satelliten "hänger" den centrala kroppen orörlig på himlen, och kroppens egen rotation är tydligt synlig. Från baksidan av satelliten är den centrala kroppen aldrig synlig.

Om båda kropparna är i ömsesidig tidvattenfångst (exempel: det binära systemet Pluto - Charon ), så kommer den centrala kroppen att vara synlig endast från den sida av satelliten som är vänd mot den, och bara som hängande orörlig på himlen. Men även från sidan av den centrala kroppen vänd mot satelliten, kommer satelliten att vara synlig som hängande orörlig på himlen och inte synlig från baksidan av den centrala kroppen. Från den centrala kroppen kommer endast den sida av satelliten som är vänd mot den att vara synlig, och på samma sätt kommer endast den sida av den centrala kroppen som vänds mot satelliten att vara synlig från satelliten.

Om axeln för satellitens egen rotation inte är vinkelrät mot planet för omloppsbanan observeras librationer i latitud , och om satellitens omloppsbana skiljer sig avsevärt från en cirkel, då librationer i longitud . När det gäller månen observeras frigörelser i både latitud och longitud.

Synkronrotation är ett jämviktstillstånd i himlamekaniken . Om initialt rotationsperioden för satelliten runt planeten och perioden för dess rotation runt axeln är olika, uppstår tidvattenkrafter som saktar ner eller accelererar rotationen runt axeln.

Exempel

Praktiskt taget alla månar i solsystemet är synkroniserade med sina centrala kroppar – tidvattenlåsta – eftersom deras banor är ganska små och tidvattenkrafterna ökar omvänt med avståndskuben. Anmärkningsvärda undantag är gasjättarnas oregelbundna satelliter , vars banor ligger långt bortom banorna för stora satelliter.

Det mest kända och observerbara exemplet är månen , som är en synkron satellit för jorden. Båda Mars naturliga satelliter  - Phobos och Deimos  - har också synkron rotation. De stora månarna Jupiter , Saturnus och Uranus är också synkrona. Neptunus största måne , Triton , har också en synkron rotation.

Pluto och Charon  är ett utmärkt exempel på ömsesidig tidvattenlås. Charon är en mycket stor måne i förhållande till sin centrala kropp och kretsar runt den i en liten bana. Som ett resultat hamnade Pluto i ett tidvattenlås med avseende på Charon, precis som Charon hamnade i ett tidvattenlås med avseende på Pluto. Som ett resultat roterar dessa två kroppar runt varandra ( systemets barycentrum ligger ovanför Plutos yta), som om de var förbundna med en kabel vid två motsatta punkter på deras ytor.

Tidvattenlåsning av asteroider är i stort sett okänd, men man kan förvänta sig att nära roterande par också kan vara i ömsesidig tidvattenlåsning.

Exempel på osynkroniserade månar är Himalia , Elara , Hyperion , Phoebe , Albiorix , Kiviok , Sycorax , Caliban , Nereid och alla Plutos månar utom Charon .

Se även