การหมุนแบบซิงโครนัสคืออะไร?

การหมุนแบบซิงโครนัสหรือที่รู้จักกันในชื่อการหมุนที่ถูกจับหรือการล็อคไทดัลเป็นปรากฏการณ์ทางกายภาพในทางดาราศาสตร์ที่วัตถุขนาดเล็กที่โคจรรอบแกนหมุนของมันเองในเวลาเดียวกับที่โคจรรอบวัตถุขนาดใหญ่ นี่เป็นสาเหตุที่ด้านหนึ่งของดาวเทียมที่โคจรอยู่เสมอต้องเผชิญกับร่างกายที่มันกำลังโคจรอยู่เสมอ หนึ่งในตัวอย่างที่ชัดเจนที่สุดของเรื่องนี้คือวิธีที่ดวงจันทร์โคจรรอบโลกในเวลาประมาณ 27 วันและทำการปฏิวัติรอบแกนของตัวเองในเวลาเดียวกัน

ในขณะที่วงโคจรของดวงจันทร์เป็นหนึ่งในการหมุนแบบซิงโครนัส นี่เป็นสาเหตุหลักมาจากความจริงที่ว่าวงโคจรของดวงจันทร์รอบโลกนั้นมีรูปร่างเป็นวงรีไม่ใช่เป็นวงกลมอย่างสมบูรณ์แบบ เมื่อดวงจันทร์อยู่ที่จุดสุดยอดหรือระยะทางไกลที่สุดจากโลก 252,499 ไมล์ (406,357 กิโลเมตร) การปฏิวัติของมันเร็วกว่าวงโคจรของมันเล็กน้อย สิ่งนี้เผยให้เห็นลองจิจูดพิเศษอีก 8 องศาของซีกโลกตะวันตก

เมื่ออยู่ในระยะที่ห่างจากโลกมากถึง 221,699 ไมล์ (356,790 กิโลเมตร) การปฏิวัติของมันช้ากว่าวงโคจรเล็กน้อย นี่แสดงให้เห็นถึงลองจิจูด 8 องศาของซีกโลกตะวันออก ดวงจันทร์ยังอยู่ห่างจากระนาบสุริยุปราคาของโลกประมาณ 5 °หรือแนวเส้นตรงที่โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ซึ่งเผยให้เห็นพื้นผิวละติจูดขั้วโลกอีก 7 °ระหว่างการโคจรรอบโลก

ในขณะที่ดวงจันทร์ส่วนใหญ่ในระบบสุริยะของเราเชื่อกันว่าในปัจจุบันมีการหมุนรอบตัวรอบวัตถุพ่อแม่ แต่สิ่งหนึ่งที่น่าสังเกตอย่างหนึ่งคือไฮเปอร์ไอออนของดวงจันทร์ซึ่งโคจรรอบดาวเคราะห์ดาวเสาร์ ไฮเปอเรียนเป็นดวงจันทร์ที่มีรูปร่างผิดปกติซึ่งเป็นวัตถุที่ใกล้ที่สุดในอวกาศถึงไททันขนาดใหญ่ซึ่งเป็นดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดของดาวเสาร์ซึ่งมีขนาดใหญ่กว่าดาวเคราะห์พุธ ไททันและไฮเปอเรียนถูกขังอยู่ในเสียงสะท้อนการโคจรซึ่งส่งผลต่อวงโคจรของกันและกันรอบ ๆ ดาวเสาร์เช่นว่าสำหรับทุก ๆ สี่วงโคจรของดาวเสาร์ที่ไททันสร้างขึ้น

ยานแคสสินีทำการตรวจวัดวงโคจรของไฮเปอเรียนในวงโคจรของดวงจันทร์ที่ใกล้ชิดในปี 2548 ภารกิจระบุว่าไฮเปอเรียนกำลังหมุนระหว่าง 4.2 ถึง 4.5 เท่าเร็วกว่าอัตราการซิงโครนัส วงโคจรของไฮเปอเรียนถูกอธิบายว่าวุ่นวายเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงรอบการหมุนรอบแกนของมันเองซึ่งหมายความว่ามันไม่มีเส้นศูนย์สูตรหรือเสาแน่นอน สถานที่ตั้งรอบดาวเสาร์ในเวลาหนึ่งจึงไม่อาจคาดการณ์ได้

เมื่อวัตถุสองชิ้นในอวกาศแบ่งกันใกล้กันและมีขนาดใกล้เคียงกันทั้งคู่ก็มีแนวโน้มที่จะแบ่งปันวงโคจรรอบกันและกันด้วยเช่นกัน นี่เป็นความจริงของดาวแคระดาวเคราะห์พลูโตและพระจันทร์ Charon ที่ใหญ่ที่สุดซึ่งอยู่ห่างจากพลูโตเพียง 12,000 ไมล์ ดวงจันทร์ Charon มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 790 ไมล์ (1,270 กิโลเมตร) ทำให้มีขนาดเล็กกว่าครึ่งหนึ่งของดาวพลูโตที่ขนาด 1,440 ไมล์ (2,320 กิโลเมตร)

ทั้งพลูโตและดวงจันทร์ชารอนหมุนรอบแกนตามลำดับในเวลาประมาณ 6.3 วันโดยแต่ละข้างจะรักษาพื้นผิวด้านเดียวกันที่หันเข้าหากันตลอดเวลา นี่เป็นปรากฏการณ์ที่วันหนึ่งโลกจะทำกับดวงจันทร์ด้วยเช่นกัน ลักษณะเฉพาะเหล่านี้ส่งผลให้ระบบพลูโต - ชารอนถูกระบุว่าเป็นดาวเคราะห์คู่

ระบบอื่นนอกเหนือจากดาวเคราะห์และดวงจันทร์ยังสามารถแสดงการหมุนแบบซิงโครนัส ดาวคู่บางดวงในกาแลคซีทางช้างเผือกซึ่งเป็นดาวฤกษ์สองดวงที่ถูกล็อกรอบ ๆ ซึ่งกันและกันก็รู้กันว่าอยู่ในการหมุนรอบแบบซิงโครนัส การสำรวจอวกาศของกล้องโทรทรรศน์อวกาศสตาร์ส (MOST) Microvariability & Oscillations ของแคนาดาซึ่งเปิดตัวในปี 2546 ได้รับการออกแบบมาเพื่อตรวจสอบเรื่องนี้

ดาว Tau Bootis ห่างจากโลกประมาณ 50 ปีแสงถูกค้นพบโดย MOST เพื่อถูกล็อคในการหมุนแบบซิงโครนัสกับ tau Bootis b ดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ประมาณ 7 ถึง 8 เท่าของดาวพฤหัสที่โคจรรอบ Tau Bootis เนื่องจากมันอยู่ใกล้ดาวฤกษ์แม่มากกว่าดาวพฤหัสถึง 100 เท่าดวงอาทิตย์เอกภาพ Bootis b จึงโคจรรอบดวงอาทิตย์ทุก ๆ 3.3 วันและด้านเดียวกันของพื้นผิวของดาวฤกษ์จะหันหน้าเข้าหาดาวเคราะห์เสมอ นักวิทยาศาสตร์ตั้งทฤษฎีว่าในความเป็นจริงดาวฤกษ์หลายดวงอาจมีส่วนร่วมในการล็อคคลื่นยักษ์กับดาวเคราะห์วงโคจรขนาดใหญ่ที่อยู่ใกล้ อาจเป็นไปได้ว่าดาวเคราะห์เหล่านี้อยู่ในวงโคจรที่เน่าเปื่อย