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.

Физика феноменаПравить

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 имеет место быть 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, причем хорошо заметно собственное вращение тела. С обратной же стороны спутника центральное тела невидимо никогда.

Если оба тела пребывают во взаимном приливном захвате (пример: двойная планета Плутоном-Хароном), естественно центральное тело будет видно только со стороны повернутой к центральному телу и естественно только как неподвижно висящее в небе, и естественно центральное тело никогда не будет видно с обратной стороны спутника. Но и с повернутой к спутнику стороны центрального тела спутник будет виден как неподвижно висящий в небе и не виден с обратной стороны центрального тела. Естественно с центрально тела будет видна только повернутая к нему сторона спутника, и точно также со спутника будет видна только повернутая к спутнику сторона центрального тела.

Если ось собственного вращения спутника не перпендикулярна плоскости орбиты, то наблюдаются либрации по широте. Когда орбита спутника значительно отличается от окружности, то наблюдается либрации по долготе. (В случае с Луной наблюдаются как либрация 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 волны, тормозящие или разгоняющие вращение вокруг оси.

ПримерыПравить

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.

Примерами несинхронизированных спутников являются Гималия, Элара, Гиперион, Феба, Альбиорикс, Кивиок, Сикоракса, Калибан, Нереида, а также все спутники Плутона, кроме Харона.[источник не указан 233 дня]

Планеты в приливном захватеПравить

В Солнечной системе ни одна планет на пребывает в приливном захвате относительно Солнца. Основная причина этого — сравнительная удаленность от Солнца. Даже Меркурий расположен настолько далеко, что пока еще не попал в полный приливный захват. В системах же красных и оранжевых карликов даже обитаемые планеты — вследствие крайней близости к звезде зоны обитаемости — находятся достаточно близко к своему солнцу, чтобы к настоящему времени полностью попасть приливный захват. Естественно, это может быть характерно только для красных и оранжевых карликов, возраст которых исчисляется миллиардами лет. Таким образом, в системах молодых красных и оранжевых карликов даже ближние к ним планеты могут ещё не пребывать в приливном захвате. Также возможно, что в системах оранжевых карликов ближние к своим солнцам планеты попадают в приливный захват значительно позже, чем планеты в системах красных карликов.

См. такжеПравить