Vázaná rotace

Měsíc je typickým příkladem vázané rotace
Vázaná rotace Měsíce – nastavuje stále stejnou stranu (přivrácenou) Zemi (animace vlevo). Kdyby se neotáčel kolem své osy (nebo otáčel jinou rychlostí), ukazoval by postupně celý povrch (vpravo). (Poměry velikostí a vzdálenosti neodpovídají skutečnosti)

Vázaná rotace, též synchronní rotace je dynamický stav, při kterém se menší těleso (např. měsíc), obíhající kolem centrálního tělesa (např. planety) k centrálnímu tělesu otáčí stále stejnou polokoulí, jinými slovy, když se doba rotace menšího tělesa kolem osy právě rovná době jeho oběhu kolem centrálního tělesa.[1]

Pokud existuje tato dvojice těles po dostatečně dlouhou dobu, dochází vlivem slapových sil ke zpomalování rotace obou těchto těles za současného zvětšování poloosy dráhy obíhajícího tělesa, tj. průměrná vzdálenost obou těles roste. V konečném stavu dosáhnou vzájemně vázané rotace obě tělesa, menší z nich dříve. Typickým případem vázané rotace je náš Měsíc. Vázané rotaci podléhají nejbližší měsíce planety Jupiter známé po objeviteli Galileovy měsíce[2]. Pluto a Charon jsou takto propojeny navzájem. Vázanou rotaci také vykazuje značná část měsíců ostatních planet.[1]

Teoreticky je tedy možné mezi dvěma tělesy ve vázané rotaci zkonstruovat orbitální výtah a vzájemně je tak propojit. V rámci konstrukce se mají použít nanotechnologie na výrobu lana propojujícího obě tělesa. Tedy využití uhlíkatých nanotrubiček, nebo také grafenu, kdy neexistuje způsob výroby, která by nebyla nákladná a dostačující v potřebném množství ohromných rozměrů. Po laně by se mohla posouvat kabina a například střední vzdálenost Měsíce od Země je 384 403 km.

Seznam známých těles ve vázané rotaci

Sluneční soustava

Mateřské těleso (ve středu)Tělesa v soustavě ve vázané rotaci
SlunceMerkur[pozn. 1]
ZeměMěsíc
MarsPhobos, Deimos
JupiterMetis, Adrastea, Amalthea, Thebe, Io, Europa, Ganymede, Callisto
SaturnPan, Atlas, Prometheus, Pandora, Epimetheus, Janus, Mimas, Enceladus, Telesto, Tethys, Calypso, Dione, Rhea, Titan, Iapetus
UranMiranda, Ariel, Umbriel, Titania, Oberon
NeptunProteus, Triton
PlutoCharon

Extrasolární tělesa

Z probíhajícího výzkumu vzdálených exoplanet se jeví, že vázaná rotace je poměrně častý jev mimo sluneční soustavu.

  • Hvězda Tau Boötis je ve vázané rotaci s exoplanetou, nejbližším plynným obrem Tau Boötis b.
  • Ve stavu vázané rotace se za prozatímních předpokladů má nacházet i všech 7 známých exoplanet obíhajících kolem Trappist - 1[3].
  • Ve stavu vázané rotace k jejich nejbližší hvězdě Gliese 581, se nachází i nepotvrzené exoplanety Gliese 581 c[4], Gliese 581 g, Gliese 581 b, Gliese 581 e.

Poznámky

  1. během dvou oběhů kolem Slunce dojde ke třem otočením kolem rotační osy

Reference

  1. a b Rükl, Antonín. Atlas Měsíce, Praha: Aventinum, 1991. 223 s. ISBN 80-85277-10-7. kapitola Měsíc – družice Země, str. 7.
  2. TYSON, Degrasse. The Tidal Force | Neil deGrasse Tyson [online]. Spojené státy americké: Haydenplanetarium, 1995 [cit. 2018-03-30]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2018-09-20. (english) 
  3. LANDAU, Elizabeth. New clues to compositions of TRAPPIST-1 planets [online]. Spojené státy americké: NASA, 5.2.2018, rev. 2018 [cit. 2018-03-30]. Dostupné online. (english) 
  4. HOWELL, Elizabeth. Gliese 581c: Super-Earth Exoplanet [online]. Spojené státy americké: Space.com, 23.3.2017, rev. 2018 [cit. 2018-03-30]. Dostupné online. (english) 

Média použitá na této stránce

Full moon.jpeg
A photograph of the full moon, from photojournal.jpl.nasa.gov catalog, specifically jpeg; Original Caption Released with Image: During its flight, the Galileo spacecraft returned images of the Moon. The Galileo spacecraft took these images on December 7, 1992 on its way to explore the Jupiter system in 1995-97. The distinct bright ray crater at the bottom of the image is the Tycho impact basin. The dark areas are lava rock filled impact basins: Oceanus Procellarum (on the left), Mare Imbrium (center left), Mare Serenitatis and Mare Tranquillitatis (center), and Mare Crisium (near the right edge). This picture contains images through the Violet, 756 nm, 968 nm filters. The color is 'enhanced' in the sense that the CCD camera is sensitive to near infrared wavelengths of light beyond human vision. The Galileo project is managed for NASA's Office of Space Science by the Jet Propulsion Laboratory.
Tidal locking of the Moon with the Earth.gif
Autor: Stigmatella aurantiaca, Licence: CC BY-SA 3.0
Tidal locking results in the Moon rotating about its axis in about the same time it takes to orbit the Earth. Except for libration effects, this results in it keeping the same face turned towards the Earth, as seen in the figure on the left. (The Moon is shown in polar view, and is not drawn to scale.) If the Moon didn't spin at all, then it would alternately show its near and far sides to the Earth while moving around our planet in orbit, as shown in the figure on the right.