同期自転の原因とは? わかりやすく解説

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同期自転の原因

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2019/07/04 12:02 UTC 版)

自転と公転の同期」の記事における「同期自転の原因」の解説

このような同期2つ天体の距離が比較近く相手天体が及ぼす潮汐力が強い場合に起こる。こういった同期現象惑星衛星限らず公転運動する固体状の天体において一般的に起こり得る現象である。 互いに重力引き合う2つ天体には、それぞれ相手天体から潮汐力が働く。この潮汐力は、2天体を結ぶ軸の方向では天体引き伸ばし、この軸に垂直な方向では天体圧縮する向き作用する天体ある程度上の質量を持つと、自己重力十分に強くなり、静水圧平衡の状態となるため、ほぼ球形をしている。しかし、このような潮汐力が働くと、天体は2天体軸方向に力が加わってわずかに伸びた楕円体となり、引き伸ばす力に由来する膨らみ潮汐バルジ)を生じる。 ここで、例として惑星-衛星系考え両天体の公転運動合わせて回転する座標系乗り潮汐力による衛星変形効果によって衛星同期自転する様子見てみる。 衛星2つ潮汐バルジは、その自転周期公転周期の差に応じて惑星とを結ぶ軸上から若干ずれたところにある。これは、衛星粘性に応じて潮汐力による変形応答遅延するためである。ここで、2つ潮汐バルジ部の質量惑星から受ける重力考えると、これらの合力は、潮汐バルジ惑星とを結ぶ軸への移動起こすようなトルクとなる(潮汐トルク)。この潮汐トルクは、衛星自転周期公転周期の差を縮めるように働き衛星はついに同期自転状態に落ち着く。 これと同様のことは、惑星にも起こりうる衛星からの潮汐力効果惑星変形し惑星には、衛星に同じ面を向けるようなトルク生じている。

※この「同期自転の原因」の解説は、「自転と公転の同期」の解説の一部です。
「同期自転の原因」を含む「自転と公転の同期」の記事については、「自転と公転の同期」の概要を参照ください。

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