什么是同步旋转(Synchronous Rotation)？

同步旋转，也称为捕获旋转或潮汐锁定，是天文学中的一种物理现象，一个较小的天体围绕另一个天体绕自己的轴旋转，所用的时间与绕大天体完成一个轨道所需的时间大致相同。这导致轨道卫星的一侧始终面向它所绕的天体。最明显的例子之一就是月球的轨道运行地球将在大约27天内完成一次自转，并在相同的时间内完成绕自身轴的旋转。土卫六和海王星的轨道处于轨道共振状态，相互影响着围绕土星的轨道。虽然月球的轨道是同步旋转的，但并非完全如此。这在很大程度上是由于月球绕地球的轨道是椭圆形的，不是完全圆的。当月球在它的远地点，或者说离地球最远的距离是252499英里（406357公里）时，它的自转速度比它的轨道稍快，这表明它的西半球经度多了8度。月球的轨道基本上是同步的，但不是完全同步的。当它处于近地点时，或距离地球最近的距离为221699英里（356790公里），它的自转速度比它的轨道稍慢。这表明它的东半球经度为8度。月球也位于地球黄道面外5°处，也就是地球绕太阳公转的直线，在环绕地球的轨道上，月球的极纬度表面增加了7°。月球绕地球运行大约27天虽然我们太阳系中的大多数卫星目前被认为是围绕其母体同步旋转的，但其中一个显著的例外是环绕土星运行的卫星Hyperion。Hyperion是一个形状不规则的卫星，它是距离土星最大的卫星大质量土卫六在太空中最近的天体土卫六和超光速离子被锁定在轨道共振中，相互影响着土星的轨道，因此，土卫六每绕土星四个轨道，海普利昂有三个。2005年，卡西尼号飞船在近距离飞过月球时测量了海普利昂的轨道。这次任务确定，海普利昂的旋转速度是同步速度的4.2到4.5倍之间。海普利昂的轨道被描述为混沌，因为它绕着自己的轨道旋转轴心，也就是说它没有明确的赤道或两极。因此，它在任何时候都围绕土星的位置是不可预测的。当太空中的两个天体彼此距离很近且物理尺寸相似时，它们都倾向于共享彼此的同步轨道。矮行星冥王星及其最大的行星就是这样冥王星与冥王星之间的距离只有12000英里。冥王星的直径为790英里（1270公里），直径为1440英里（2320公里），比冥王星本身的大小略大一点。冥王星和它的卫星Charon在大约6.3天内绕各自的轴旋转，每一个行星都保持着同一面的表面面朝对方，这是地球有一天也会与月球发生这种现象的。这些独特的特性使得冥王星-卡龙系统被标记为一个双行星。除了行星和卫星外，其他系统也可以显示同步旋转银河系中的某些双星，即两颗相互锁定在轨道上的恒星，也被认为是同步旋转的。2003年发射的加拿大太空望远镜（MOST）的微变率和振荡（MOST）就是为了研究这一点而设计的，大多数人发现它与环绕着tau Bootis b的大质量行星tau Bootis b同步旋转，它的大小是木星的7到8倍。由于它距离母星的距离是木星距太阳的100倍，所以tau Bootis b每3.3天绕太阳转一圈，而且恒星表面的同一侧总是面向行星。科学家们推测，事实上，许多恒星可能与距离较近的大型轨道行星发生潮汐锁定。然而，这些行星很可能在衰变轨道上，正如它们离恒星很近所表明的那样。一些太空望远镜的轨道是同步旋转的。