Синхронное вращение

При синхронном вращении спутник всегда обращён одной стороной к центральному телу.

Плутон и Харон всегда повёрнуты друг к другу одной стороной

Схема, иллюстрирующая синхронное вращение спутника. При синхронном вращении (слева) спутник постоянно обращён к планете, вокруг которой обращается, одной и той же стороной. Справа — пример несинхронного вращения

Так как Луна находится в приливном захвате с Землёй, с поверхности планеты можно увидеть только одну сторону спутника.

Синхронное вращение (приливный захват) — ситуация, когда период обращения спутника вокруг своей оси совпадает с периодом его обращения вокруг центрального тела. При этом спутник всегда обращён к центральному телу одной и той же стороной, поскольку он обращается вокруг своей оси за то же время, которое ему требуется, чтобы обернуться по орбите вокруг своего партнёра. Приливный захват происходит в процессе взаимного движения и характерен для многих крупных естественных спутников планет Солнечной системы, а также используется для стабилизации некоторых искусственных спутников. Если разница в массах между двумя телами невелика, то они оба могут быть в приливном захвате друг относительно друга, как в случае с Плутоном и Хароном.

При наблюдении синхронного спутника с центрального тела всегда видна только одна сторона спутника. При наблюдении с этой стороны спутника центральное тело «висит» в небе неподвижно. С обратной же стороны спутника центрального тела никогда не видно.

Когда ось собственного вращения спутника не перпендикулярна плоскости орбиты, наблюдаются либрации по широте, а когда орбита спутника имеет форму эллипса, а не окружности, то либрации по долготе.

Синхронное вращение является равновесным состоянием в небесной механике. Если изначально период обращения спутника вокруг планеты и период его обращения вокруг оси различны, возникают приливные волны, тормозящие или разгоняющие вращение вокруг оси.

Примеры

Большинство крупных спутников планет в Солнечной системе синхронизированы со своими центральными телами, так как их орбиты довольно малы, а приливные силы усиливаются обратно пропорционально кубу расстояния. Заметными исключениями являются нерегулярные спутники газовых гигантов, чьи орбиты пролегают существенно дальше орбит крупных спутников.

Наиболее известный и доступный для наблюдения пример — Луна, которая является синхронным спутником Земли. Оба естественных спутника Марса — Фобос и Деймос — имеют синхронное вращение. Крупные спутники Юпитера, Сатурна и Урана являются синхронными. Крупнейший спутник Нептуна Тритон также имеет синхронное вращение.

Плутон и Харон — это яркий пример приливного захвата. Харон — очень большая луна относительно своего центрального тела и вращается вокруг него на небольшой орбите. Это заставило Плутон также обрести приливный захват по отношению к Харону. В результате два этих тела вращаются вокруг друг друга (барицентр системы лежит над поверхностью Плутона), словно соединённые тросом в двух противостоящих друг другу точках их поверхности.

Приливный захват астероидов по большей части неизвестен, но следует ожидать, что близко вращающиеся пары также должны быть в приливном захвате относительно друг друга.

См. также

• Двойная планета
• Двойная звезда
• Синхронная орбита
• Орбитальный резонанс