Синхронное вращение

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от , проверенной 6 декабря 2020; проверки требует .
При синхронном вращении спутник всегда обращён одной стороной к центральному телу.
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 пребывать во взаимном (обоюдном) приливном захвате, как в случае с Плутоном и Хароном.

При наблюдении синхронного спутника с центрального тела всегда видна только одна сторона спутника (яркий пример: наблюдение Луны с Земли). При наблюдении с этой стороны спутника центральное тело «висит» в небе неподвижно, причём хорошо заметно собственное вращение тела. С обратной же стороны спутника центрального тела никогда не видно.

Если оба тела пребывают во взаимном приливном захвате (пример: двойная система Плутон-Харон), то центральное тело будет видно только с повёрнутой к нему стороны спутника, и только как неподвижно висящее в небе. Но и с повёрнутой к спутнику стороны центрального тела спутник будет виден как неподвижно висящий в небе и не виден с обратной стороны центрального тела. С центрального тела будет видна только повёрнутая к нему сторона спутника, и точно так же со спутника будет видна только повёрнутая к спутнику сторона центрального тела.

Если ось собственного вращения спутника не перпендикулярна плоскости орбиты, наблюдаются либрации по широте, а если орбита спутника значительно отличается от окружности, то либрации по долготе. В случае с Луной наблюдаются либрации как по широте, так и 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 силы, тормозящие или разгоняющие вращение вокруг оси.

Практически все спутники в Солнечной системе синхронизированы со своими центральными телами — пребывают в приливном захвате, — 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 — также имеют синхронное вращение. Крупные спутники Юпитера, Сатурна и Урана также являются синхронными. Крупнейший спутник Нептуна Тритон также имеет синхронное вращение.

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

Приливный захват астероидов по большей части неизвестен, но следует ожидать, что близко вращающиеся пары также могут быть во взаимном приливном захвате.

[источник не указан 503 дня]

Примерами несинхронизированных спутников являются Гималия, Элара, Гиперион, Феба, Альбиорикс, Кивиок, Сикоракса, Калибан, Нереида, а также все спутники Плутона, кроме Харона.