Che cos'è la rotazione sincrona?
La rotazione sincrona, nota anche come rotazione catturata o blocco della marea, è un fenomeno fisico in astronomia in cui un corpo più piccolo in orbita attorno a un altro ruota sul proprio asse all'incirca nello stesso tempo impiegato per completare un'orbita attorno al corpo più grande. Questo fa sì che un lato del satellite in orbita sia sempre rivolto verso il corpo in cui sta orbitando. Uno degli esempi più ovvi di ciò è il modo in cui la Luna orbita attorno alla Terra in circa 27 giorni e completa una rivoluzione attorno al proprio asse nello stesso lasso di tempo.
Mentre l'orbita della Luna ha una rotazione sincrona, non è perfettamente così. Ciò è in gran parte dovuto al fatto che l'orbita della Luna intorno alla terra ha una forma ellittica, non perfettamente circolare. Quando la luna è al suo apogeo, o la distanza più lontana dalla terra di 252.499 miglia (406.357 chilometri), la sua rivoluzione è leggermente più veloce della sua orbita. Questo rivela un ulteriore 8 ° di longitudine del suo emisfero occidentale.
Quando è alla sua pergola, o la distanza più vicina dalla terra di 221.699 miglia (356.790 chilometri), la sua rivoluzione è leggermente più lenta della sua orbita. Ciò rivela 8 ° gradi di longitudine del suo emisfero orientale. La luna si trova anche a circa 5 ° al di fuori del piano eclittico della terra, o la linea diretta che la terra assume in orbita attorno al sole, che rivela un ulteriore 7 ° di superficie di latitudine polare durante un'orbita attorno alla terra.
Mentre si ritiene che la maggior parte delle lune nel nostro Sistema Solare siano attualmente in rotazione sincrona attorno ai loro corpi genitori, un'eccezione notevole a questa è la luna Hyperion, che orbita attorno al pianeta Saturno. Hyperion è una luna di forma irregolare che è l'oggetto più vicino nello spazio al massiccio Titano, la più grande luna di Saturno, che è più grande del pianeta Mercurio. Titano e Iperione sono bloccati nella risonanza orbitale, influenzando le reciproche orbite attorno a Saturno in modo tale che, per ogni quattro orbite di Saturno che Titano fa, Hyperion ne fa tre.
Nel 2005 la navicella spaziale Cassini ha misurato l'orbita di Hyperion in voli ravvicinati della luna. La missione ha determinato che Hyperion sta ruotando tra 4,2 e 4,5 volte più velocemente di quella che sarebbe una velocità sincrona per essa. L'orbita di Iperione è descritta come caotica perché cambia la sua rivoluzione attorno al proprio asse, il che significa che non ha equatore o poli definiti. La sua posizione intorno a Saturno in qualsiasi momento, quindi, è imprevedibile.
Quando due corpi nello spazio condividono una stretta vicinanza tra loro e dimensioni fisiche simili, entrambi tendono a condividere anche orbite sincrone l'una attorno all'altra. Questo è vero per il pianeta nano Plutone e la sua più grande luna Caronte, che dista solo 12.000 miglia da Plutone. La luna Caronte ha un diametro di 790 miglia (1.270 chilometri), rendendola poco più della metà delle dimensioni di Plutone stesso a 1.440 miglia (2.320 chilometri) di diametro.
Sia Plutone che la sua luna Caronte ruotano sul rispettivo asse in circa 6,3 giorni, mantenendo ciascuno lo stesso lato della superficie uno di fronte all'altro in ogni momento. Questo è un fenomeno che un giorno la terra farà anche con la luna. Queste caratteristiche uniche hanno portato l'etichettatura del sistema Plutone-Caronte come doppio pianeta.
Altri sistemi oltre a pianeti e lune possono anche visualizzare la rotazione sincrona. Alcune stelle binarie nella galassia della Via Lattea, due stelle bloccate in orbite l'una intorno all'altra, sono anche note per essere in rotazione sincrona. Il telescopio spaziale canadese Microvariability & Oscillations of STars (MOST), lanciato nel 2003, è progettato per indagare su questo.
La stella Tau Bootis, a circa 50 anni luce dalla Terra, è stata scoperta dalla maggior parte per essere bloccata in rotazione sincrona con tau Bootis b, un pianeta enorme circa 7 a 8 volte le dimensioni di Giove che orbita attorno a Tau Bootis. Dato che è 100 volte più vicino alla sua stella madre di Giove rispetto al sole, tau Bootis orbita attorno al suo sole ogni 3,3 giorni e lo stesso lato della superficie della stella è sempre rivolto verso il pianeta. Gli scienziati teorizzano che molte stelle potrebbero, in effetti, essere impegnate in tale blocco delle maree con grandi pianeti in orbita vicini. È probabile che questi pianeti siano in orbite in decomposizione, tuttavia, come suggerisce la loro stretta vicinanza alle stelle.