Qu'est-ce que la rotation synchrone?
La rotation synchrone, également appelée rotation capturée ou verrouillage des marées, est un phénomène physique en astronomie où un corps plus petit en orbite tourne autour de son propre axe dans à peu près le même temps qu'il faut pour effectuer une orbite autour du corps plus grand. Cela fait qu'un des côtés du satellite en orbite fait toujours face au corps avec lequel il est en orbite. L’un des exemples les plus évidents est la façon dont la Lune tourne autour de la Terre en 27 jours environ et achève une révolution autour de son propre axe dans le même laps de temps.
Bien que l'orbite de la Lune soit à rotation synchrone, elle ne l'est pas parfaitement. Cela est dû en grande partie au fait que l'orbite de la Lune autour de la Terre est de forme elliptique et non parfaitement circulaire. Lorsque la lune est à son apogée ou à la plus grande distance de la Terre de 406 357 kilomètres, sa révolution est légèrement plus rapide que son orbite. Cela révèle un supplément de 8 ° de longitude de son hémisphère occidental.
Lorsqu'il est à son périgée, ou à la plus proche distance de la Terre, situé à 356 790 kilomètres (221 699 milles), sa révolution est légèrement plus lente que son orbite. Cela révèle 8 degrés de longitude de son hémisphère oriental. La lune se trouve également à environ 5 ° en dehors du plan écliptique de la Terre, ou la ligne directe que la Terre prend en orbite autour du Soleil, ce qui révèle une surface supplémentaire de 7 ° de latitude polaire pendant une orbite autour de la Terre.
On pense que la plupart des lunes de notre système solaire sont actuellement en rotation synchrone autour de leurs corps parents, mais la lune Hyperion, qui tourne autour de la planète Saturne, constitue une exception notable. Hyperion est une lune de forme irrégulière, l’objet le plus proche de l’immense Titan, la plus grande lune de Saturne, d’une taille supérieure à celle de la planète Mercure. Titan et Hyperion sont bloqués dans la résonance orbitale, affectant leurs orbites respectives autour de Saturne de telle sorte que, pour quatre orbites de Saturne fabriquées par Titan, Hyperion en crée trois.
La sonde Cassini a pris des mesures de l'orbite d'Hyperion dans les zones de survol de la lune en 2005. La mission a déterminé qu'Hyperion tourne entre 4,2 et 4,5 fois plus rapidement que ce qui serait un rythme synchrone. L’orbite d’Hyperion est décrite comme chaotique en raison de changements dans sa révolution autour de son propre axe, ce qui signifie qu’elle n’a ni équateur ni pôles définis. Son emplacement autour de Saturne à tout moment est donc imprévisible.
Lorsque deux corps dans l’espace partagent une proximité étroite et des tailles physiques similaires, ils ont également tendance à partager des orbites synchrones les unes autour des autres. C'est le cas de la planète naine Pluton et de sa plus grande lune, Charon, située à seulement 20 000 km de Pluton. La Lune Charon a un diamètre de 1 270 kilomètres, ce qui la fait un peu plus de la moitié de la taille de Pluton elle-même, avec un diamètre de 2 320 kilomètres.
Pluton et sa lune Charon tournent tous deux sur leur axe respectif en environ 6,3 jours, chacun gardant le même côté de la surface face à face à tout moment. C’est un phénomène qu’un jour la Terre fera aussi avec la lune. Ces caractéristiques uniques ont abouti à ce que le système Pluto-Charon soit qualifié de double planète.
Outre les planètes et les lunes, d'autres systèmes peuvent également afficher une rotation synchrone. Certaines étoiles binaires de la Voie lactée, deux étoiles bloquées en orbite l'une autour de l'autre, sont également connues pour être en rotation synchrone. Le télescope spatial canadien MOST (Microvariabilité et Oscillations de STars), lancé en 2003, est conçu pour étudier cette question.
La plupart des étoiles Tau Bootis, situées à environ 50 années-lumière de la Terre, ont été découvertes bloquées en rotation synchrone avec tau Bootis b, une planète gigantesque de 7 à 8 fois la taille de Jupiter qui gravite autour de Tau Bootis. Comme il est 100 fois plus proche de son étoile parente que Jupiter ne l'est par rapport au soleil, tau Bootis tourne autour de son soleil tous les 3,3 jours, et le même côté de la surface de l'étoile fait toujours face à la planète. Les scientifiques partent du principe que de nombreuses étoiles pourraient, en fait, être engagées dans un tel blocage des marées avec de grandes planètes en orbite proches. Il est probable que ces planètes sont sur des orbites en décomposition, comme le suggère leur proximité aux étoiles.