Kas yra sinchroninis sukimas?

Sinchroninis sukimasis, taip pat žinomas kaip užfiksuotas sukimasis arba potvynių fiksavimas, yra fizinis reiškinys astronomijoje, kai mažesnis kūnas, skriejantis aplink kitą, apsisuka apie savo ašį per maždaug tiek pat laiko, kiek reikia, kad užbaigtų vieną orbitą aplink didesnį kūną. Dėl to viena orbitoje skriejančio palydovo pusė visada yra nukreipta į kūną, kuriuo jis skrieja. Vienas ryškiausių to pavyzdžių yra tai, kaip Mėnulis apskrieja aplink Žemę per maždaug 27 dienas ir per tiek pat laiko užbaigia apsisukimą aplink savo ašį.

Nors Mėnulio orbita yra sinchroninio sukimosi, ji nėra visiškai tokia. Taip yra daugiausia dėl to, kad Mėnulio orbita aplink Žemę yra elipsės formos, o ne tobulai apskrito. Kai Mėnulis yra savo apogėjuje arba toliausiai nuo Žemės – 252,499 406,357 mylių (8 XNUMX kilometrų) atstumu, jo apsisukimas yra šiek tiek greitesnis už orbitą. Tai atskleidžia papildomus XNUMX° vakarinio pusrutulio ilgumos.

Kai jis yra perigėjuje arba artimiausiu atstumu nuo Žemės – 221,699 356,790 mylių (8 5 kilometrų), jo apsisukimas yra šiek tiek lėtesnis nei jo orbita. Tai atskleidžia 7° rytinio pusrutulio ilgumos laipsnius. Mėnulis taip pat yra maždaug XNUMX° už žemės ekliptikos plokštumos arba tiesios linijos, kurią Žemė užima aplink saulę, o tai atskleidžia papildomus XNUMX° poliarinės platumos paviršių skriejant aplink Žemę.

Nors manoma, kad dauguma mūsų Saulės sistemos palydovų šiuo metu sukasi sinchroniškai aplink savo pirminius kūnus, viena reikšminga išimtis yra mėnulis Hiperionas, skriejantis aplink Saturno planetą. Hiperionas yra netaisyklingos formos mėnulis, esantis arčiausiai masyvaus Titano, didžiausio Saturno palydovo, kuris yra didesnis už Merkurijaus planetą, esantis objektas erdvėje. Titanas ir Hiperionas yra užrakinti orbitiniame rezonanse, paveikdami vienas kito orbitas aplink Saturną taip, kad kas keturias Titano skriejančias Saturno orbitas Hiperionas apsuka tris.

Erdvėlaivis Cassini 2005 m. išmatavo Hyperiono orbitą netoli Mėnulio. Misija nustatė, kad Hyperion sukasi 4.2–4.5 karto greičiau, nei būtų sinchroniškai. Hiperiono orbita apibūdinama kaip chaotiška, nes keičiasi jos apsisukimas aplink savo ašį, o tai reiškia, kad ji neturi apibrėžto pusiaujo ar polių. Todėl jo vieta aplink Saturną bet kuriuo metu yra nenuspėjama.

Kai du kūnai erdvėje yra labai arti vienas kito ir yra panašaus fizinio dydžio, jie abu linkę dalytis sinchroninėmis orbitomis vienas aplinkui. Tai pasakytina apie nykštukinę planetą Plutoną ir didžiausią jos palydovą Charoną, kuris yra tik 12,000 790 mylių nuo Plutono. Mėnulis Charonas yra 1,270 mylių (1,440 2,320 kilometrų) skersmens, todėl jis yra šiek tiek daugiau nei perpus mažesnis už patį Plutono dydį, o jo skersmuo yra XNUMX XNUMX mylių (XNUMX XNUMX kilometrų).
Tiek Plutonas, tiek jo palydovas Charonas apsisuka apie savo ašį maždaug per 6.3 dienos, kiekvienas išlaikant tą pačią paviršiaus pusę atsuktas vienas į kitą. Tai reiškinys, kurį vieną dieną Žemė taip pat padarys su mėnuliu. Dėl šių unikalių savybių Plutono-Charono sistema buvo pažymėta kaip dviguba planeta.

Kitos sistemos, be planetų ir mėnulių, taip pat gali rodyti sinchroninį sukimąsi. Taip pat žinoma, kad kai kurios Paukščių Tako galaktikos dvinarės žvaigždės, dvi viena aplink kitą skriejančios žvaigždės, sukasi sinchroniškai. Kanados kosminis teleskopas Microvariability & Oscillations of Stars (MOST), paleistas 2003 m., yra skirtas tai ištirti.
MOST atrado, kad Tau Bootis žvaigždė, esanti maždaug 50 šviesmečių atstumu nuo Žemės, sinchroniškai sukosi su tau Bootis b, masyvia planeta, maždaug 7–8 kartus didesne už Jupiterį, kuri skrieja aplink Tau Bootis. Kadangi ji yra 100 kartų arčiau pagrindinės žvaigždės nei Jupiteris prie saulės, tau Bootis b aplink saulę apsuka kas 3.3 dienos, o ta pati žvaigždės paviršiaus pusė visada yra atsukta į planetą. Mokslininkai teigia, kad daugelis žvaigždžių iš tikrųjų gali būti užsiėmusios tokiu potvynių blokavimu, kai didelės aplink skriejančios planetos yra arti. Tikėtina, kad šios planetos yra nykstančiose orbitose, kaip rodo jų artumas žvaigždėms.