Hvad er synkron rotation?
Synkron rotation, også kendt som fanget rotation eller tidevandslåsning, er et fysisk fænomen i astronomi, hvor et mindre legeme, der kredser rundt om et andet, roterer på sin egen akse i omtrent den samme tid det tager at fuldføre en bane omkring det større legeme. Dette får den ene side af den kredsende satellit altid til at vende mod kroppen, den kredser. Et af de mest åbenlyse eksempler på dette er, hvordan Månen kredser om Jorden på cirka 27 dage og afslutter en revolution omkring sin egen akse i samme tidsperiode.
Mens Månens bane er en af synkron rotation, er det ikke perfekt. Dette skyldes i vid udstrækning, at Månens bane rundt om jorden er elliptisk i form, ikke perfekt cirkulær. Når månen er på sin apogee, eller den fjerneste afstand fra jorden på 402.397 kilometer, er dens revolution lidt hurtigere end dens bane. Dette afslører en yderligere 8 ° længdegrad på den vestlige halvkugle.
Når det er på sin perigee eller den nærmeste afstand fra jorden på 356.790 kilometer, er dens revolution lidt langsommere end dens bane. Dette afslører 8 ° længdegrader på den østlige halvkugle. Månen sidder også omkring 5 ° uden for jordens ekliptiske plan, eller den direkte linje, som jorden tager i kredsløb om solen, hvilket afslører en yderligere 7 ° polær breddegrad under en bane rundt om jorden.
Mens de fleste måner i vores solsystem antages i øjeblikket at være i synkron rotation omkring deres forældrekropper, er en bemærkelsesværdig undtagelse fra dette månen Hyperion, der kredser om planeten Saturn. Hyperion er en uregelmæssigt formet måne, der er det nærmeste objekt i rummet til den massive Titan, Saturns største måne, som er større i størrelse end planeten Merkur. Titan og Hyperion er låst i orbitalresonans, hvilket påvirker hinandens baner omkring Saturn, således at Hyperion for hver fire baner af Saturn, som Titan laver, gør tre.
Cassini-rumfartøjet foretog målinger af Hyperions bane i tæt på månen i 2005. Missionen bestemte, at Hyperion roterer mellem 4,2 og 4,5 gange hurtigere end hvad der ville være en synkron hastighed for det. Hyperions bane beskrives som kaotisk, fordi ændringer i dens revolution omkring sin egen akse betyder, at den ikke har nogen bestemt ækvator eller poler. Dens placering omkring Saturn på et hvilket som helst tidspunkt er derfor uforudsigelig.
Når to kropper i rummet deler tæt på hinanden og lignende fysiske størrelser, har de begge en tendens til at dele synkrone baner også omkring hinanden. Dette gælder dværgplaneten Pluto og dens største måne Charon, som kun er 12.000 miles fra Pluto. Månen Charon er 790 miles (1.270 kilometer) i diameter, hvilket gør den lidt over halvdelen af Pluto selv i en 1.440 miles (2.320 kilometer) i diameter.
Både Pluto og dens måne Charon kredser om deres respektive akse på cirka 6,3 dage, hvor de hver for sig holder den samme side af overfladen overfor hinanden. Dette er et fænomen, som en dag jorden også vil gøre med månen. Disse unikke egenskaber har resulteret i, at Pluto-Charon-systemet er blevet mærket som en dobbeltplanet.
Andre systemer udover planeter og måner kan også vise synkron rotation. Visse binære stjerner i Mælkevejsgalaksen, to stjerner, der er låst i kredsløb omkring hinanden, vides også at være i synkron rotation. Canadas mikrotabilitet & Oscillations of STars (MOST) rumteleskop, der blev lanceret i 2003, er designet til at undersøge dette.
Tau Bootis-stjernen, cirka 50 lysår fra Jorden, blev af MEST opdaget for at være låst i synkron rotation med tau Bootis b, en massiv planet omkring 7 til 8 gange størrelsen på Jupiter, der kredser om Tau Bootis. Da det er 100 gange tættere på sin moderstjerne end Jupiter er for solen, kredser tau Bootis b om sin sol hver 3,3 dag, og den samme side af stjernens overflade vender altid mod planeten. Forskere teoretiserer, at mange stjerner faktisk kan beskæftige sig med sådan tidevandslåsning med store kredsende planeter, der er tæt på. Det er sandsynligt, at disse planeter er i henfaldende bane, som deres nærhed til stjernene antyder.