同步自轉

維基百科,自由的百科全書
跳至導覽 跳至搜尋
同步自轉的示意圖

同步自轉(synchronous rotation)是天文學行星科學中的一個名詞,用於描述一個天體繞着另一個天體公轉的狀態,當自轉的週期和公轉的週期一樣長時,這個天體在公轉的軌道上會始終以同一個半球朝向公轉的天體。

月球是繞着地球公轉的同步自轉衛星。事實上,在太陽系內許多主要的天然衛星都是因為潮汐鎖定而成為同步自轉的衛星。如冥王星冥衛一

同步自轉是由兩個因素的疊加造成的,一個是引力分佈的不均勻,另一個是由天體公轉的慣性離心力分佈的不均勻。公轉天體遠離中心天體的外側受到中心天體的引力較小,而在內側則受到中心天體較大的引力;當一個天體繞另一個天體公轉時,天體上每一點相對於中心天體都具有相同的公轉角速度,這個角速度是天體的質量中心公轉的角速度,在角速度相等的情況下,半徑越大,慣性離心力也越大,半徑越小,慣性離心力也越小,因此公轉天體的外側受到較大的慣性離心力,而內側則受到較小的慣性離心力。公轉天體外側的小引力和大離心力都使天體的這一部分產生遠離中心天體的傾向,而內側的大引力和小離心力則使天體的這一部分產生落向中心天體的傾向。這內外兩側兩種傾向都使天體趨於保持同一個相對於中心天體的姿態,特別是當天體為不均勻時,這就造成了同步自轉。當公轉天體的半徑相對於與中心天體的距離很小時,例如地球與太陽為萬分之一數量級,引力的作用大約是慣性離心力作用的二倍。讓地球衛星的質量分佈為指向地球的長形可以增強衛星一面朝向地球(同步自轉)的穩定性。

其實同步自轉也會發生在恆星與行星之間,就如同行星與衛星之間,因為潮汐鎖定的作用而產生的,月球與地球之間也會有潮汐鎖定的作用,所以每世紀地球會慢約 1.6 毫秒,如果地球與月球存在的時間夠久,地球一天等於月球公轉一圈時(約55天),地球就不會再轉慢,形成穩定的同步衛星系統,就如同冥王星與冥衛一之間,永遠只能同一面面向對方。

相關條目[編輯]

外部連結[編輯]