სინქრონული ბრუნვა

სინქრონული ბრუნვა, მოქცევითი ჩაკეტვა — სიტუაცია, როდესაც გრავიტაცია აიძულებს თანამგზავრ ციურ სხეულს ყოველთვის იყოს მიმართული ერთი და იგივე მხარით პლანეტა ციური სხეულის მიმართ. გარე დამკვირვებლისთვის თანამგზავრის ღერძის გარშემო ბრუნვის პერიოდი ემთხვევა ცენტრალური სხეულის გარშემო ბრუნვის პერიოდს. ამ შემთხვევაში, დამკვირვებლისთვის ცენტრალური სხეულიდან, თანამგზავრს არ აქვს ბრუნვა და მისკენ ყოველთვის ერთი და იგივე მხარეა. სინამდვილეში, თანამგზავრის ბრუნვა მისი ღერძის გარშემო უზრუნველყოფილია არა საკუთარი ბრუნვით, არამედ ცენტრალური სხეულის გარშემო ორბიტით, ხოლო მოქცევის ძალები აფიქსირებენ თანამგზავრის პოზიციას პლანეტის მიმართულებით. ანალოგიურად, კორდული ავიამოდელი დაფრინავს წამყვანი ცენტრის გარშემო წრეში, მაგრამ არ აქვს რაიმე დამოუკიდებელი ბრუნვა მისი ღერძის გარშემო.

ფენომენის ფიზიკა
მოქცევის ჩაკეტვა ხდება ორმხრივი მოძრაობის პროცესში და დამახასიათებელია მზის სისტემის პლანეტების მრავალი დიდი ზომის ბუნებრივი თანამგზავრისთვის. იგი ასევე გამოიყენება ზოგიერთი ხელოვნური თანამგზავრის სტაბილიზაციისთვისაც. თუ ორ სხეულს შორის მასის სხვაობა მცირეა, მაშინ ისინი ორივე შეიძლება იყოს ურთიერთმოქცევის ჩაკეტვაში, როგორც ეს გვაქვს პლუტონისა და ქარონის შემთხვევაში.

ცენტრალური სხეულიდან სინქრონულ თანამგზავრზე დაკვირვებისას ყოველთვის ჩანს თანამგზავრის მხოლოდ ერთი მხარე (ნათელი მაგალითია დედამიწიდან მთვარის დაკვირვება). თანამგზავრის ამ მხრიდან დაკვირვებისას ცენტრალური სხეული ცაზე უმოძრაოდ „კიდია“, ხოლო სხეულის საკუთარი ბრუნვა აშკარად იგრძნობა. ასეთ შემთხვევაში, თანამგზავრის უკანა მხრიდან ცენტრალური სხეული არასოდეს არ ჩანს.

თუ ორივე სხეული ურთიერთმოქცევაშია ჩაკეტილი (მაგალითად: პლუტონ-ქარონის ორმაგი სისტემა), მაშინ ცენტრალური სხეული ხილული იქნება მხოლოდ მისკენ მიბრუნებული თანამგზავრის მხრიდან და მხოლოდ ცაში უმოძრაოდ ჩამოკიდებული. მაგრამ თანამგზავრისკენ მიბრუნებული ცენტრალური სხეულის მხრიდანაც კი, თანამგზავრი ხილული იქნება როგორც უმოძრაოდ ჩამოკიდებული ცაში და არ ჩანს ცენტრალური სხეულის უკანა მხრიდან. ცენტრალური სხეულიდან ჩანს მხოლოდ მისკენ მიბრუნებული თანამგზავრის მხარე, ასევე თანამგზავრიდან ჩანს მხოლოდ თანამგზავრისკენ მიბრუნებული ცენტრალური სხეულის მხარე.

თუ თანამგზავრის საკუთარი ბრუნვის ღერძი არ არის ორბიტალური სიბრტყის პერპენდიკულარული, შეინიშნება ლიბრაციები განედში, ხოლო თუ თანამგზავრის ორბიტა მნიშვნელოვნად განსხვავდება წრისგან, შეინიშნება ლიბრაციები გრძედისგან. მთვარის შემთხვევაში, ლიბრაციები შეინიშნება განედშიც და გრძედშიც.

სინქრონული ბრუნვა არის წონასწორული მდგომარეობა ცის მექანიკაში. თუ თავდაპირველად პლანეტის გარშემო თანამგზავრის ბრუნვის პერიოდი და ღერძის გარშემო ბრუნვის პერიოდი განსხვავებულია, წარმოიქმნება მოქცევის ძალები, რომლებიც ანელებენ ან აჩქარებენ ბრუნვას ღერძის გარშემო.

მაგალითები
მზის სისტემის თითქმის ყველა თანამგზავრი სინქრონიზებულია ცენტრალურ სხეულებთან - მოქცევით ჩაკეტილი - იმიტომ, რომ მათი ორბიტები საკმაოდ მცირეა და მოქცევის ძალები საპირისპიროდ იზრდება მანძილის კუბის პროპორციულად. გამონაკლისი არის გაზის გიგანტების არარეგულარული თანამგზავრები, რომელთა ორბიტები მნიშვნელოვნად შორს მდებარეობს, ვიდრე დიდი თანამგზავრების ორბიტები.

ყველაზე ცნობილი და დაკვირვებადი მაგალითია მთვარე, რომელიც დედამიწის სინქრონული თანამგზავრია. მარსის ორივე ბუნებრივ თანამგზავრს - ფობოსს და დეიმოსს - ასევე აქვთ სინქრონული ბრუნვა. იუპიტერის, სატურნისა და ურანის დიდი თანამგზავრებიც სინქრონულია. ნეპტუნის უდიდესი მთვარე, ტრიტონი, ასევე ბრუნავს სინქრონულად.

პლუტონი და ქარონი ერთმანეთის მოქცევის ჩაკეტვის მთავარი მაგალითია. ქარონი თავის ცენტრალურ სხეულთან შედარებით ძალიან დიდი მთვარეა და მის გარშემო ბრუნავს მცირე ორბიტაზე. შედეგად, პლუტონი ქარონთან მიმართებაში მოქცევით ჩაკეტილი გახდა, ისევე როგორც ქარონი პლუტონთან მიმართებაში მოქცევით იყო ჩაკეტილი. შედეგად, ეს ორი სხეული ბრუნავს ერთმანეთის ირგვლივ (სისტემის ბარიცენტრი მდებარეობს პლუტონის ზედაპირზე), თითქოს უხილავი კაბელით არის დაკავშირებული მათი ზედაპირის ორ წერტილი, რომლებიც ერთმანეთს უპირისპირდება.

ასტეროიდების მოქცევის ჩაკეტვა მედწილად უცნობია, მაგრამ მოსალოდნელია, რომ მჭიდროდ მბრუნავი წყვილი ასევე შეიძლება იყოს მოქცევის ორმხრივი ჩაკეტვა.

არასინქრონიზებული თანამგზავრების მაგალითებია ჰიმალია, ელარა, ჰიპერიონი, ფიბე, ალბიორიქსი, კივიოკი, სიკორაქსი, კალიბანი, ნერეიდი და პლუტონის ყველა თანამგზავრი ქარონის გარდა.