La rotación síncrona, también conocida como rotación capturada o bloqueo de marea, es un fenómeno físico en astronomía en el que un cuerpo más pequeño que orbita a otro gira sobre su propio eje en aproximadamente la misma cantidad de tiempo que se tarda en completar una órbita alrededor del cuerpo más grande. Esto hace que un lado del satélite en órbita siempre mire hacia el cuerpo que está orbitando. Uno de los ejemplos más obvios de esto es cómo la Luna orbita la Tierra en aproximadamente 27 días y completa una revolución alrededor de su propio eje en la misma cantidad de tiempo.
Si bien la órbita de la Luna es de rotación sincrónica, no es perfectamente así. Esto se debe en gran parte al hecho de que la órbita de la Luna alrededor de la Tierra es de forma elíptica, no perfectamente circular. Cuando la luna está en su apogeo, o la distancia más lejana de la tierra de 252,499 millas (406,357 kilómetros), su revolución es un poco más rápida que su órbita. Esto revela un extra de 8 ° de longitud de su hemisferio occidental.
Cuando está en su perigeo, o la distancia más cercana a la Tierra de 221,699 millas (356,790 kilómetros), su revolución es un poco más lenta que su órbita. Esto revela 8 ° grados de longitud de su hemisferio oriental. La luna también se encuentra a unos 5 ° fuera del plano de la eclíptica terrestre, o la línea directa que toma la tierra al orbitar el sol, lo que revela 7 ° adicionales de superficie de latitud polar durante una órbita alrededor de la Tierra.
Si bien se cree que la mayoría de las lunas de nuestro Sistema Solar están actualmente en rotación sincrónica alrededor de sus cuerpos padres, una excepción notable a esto es la luna Hyperion, que orbita alrededor del planeta Saturno. Hyperion es una luna de forma irregular que es el objeto más cercano en el espacio al enorme Titán, la luna más grande de Saturno, que es más grande en tamaño que el planeta Mercurio. Titán e Hyperion están bloqueados en resonancia orbital, afectando las órbitas de cada uno alrededor de Saturno de tal manera que, por cada cuatro órbitas de Saturno que hace Titán, Hyperion hace tres.
La nave espacial Cassini tomó medidas de la órbita de Hyperion en sobrevuelos cercanos a la luna en 2005. La misión determinó que Hyperion está rotando entre 4.2 y 4.5 veces más rápido de lo que sería una velocidad sincrónica para él. La órbita de Hyperion se describe como caótica porque cambia su revolución alrededor de su propio eje, lo que significa que no tiene ecuador ni polos definidos. Su ubicación alrededor de Saturno en cualquier momento, por lo tanto, es impredecible.
Cuando dos cuerpos en el espacio comparten una gran proximidad entre sí y tamaños físicos similares, ambos tienden a compartir órbitas sincrónicas entre sí también. Esto es cierto para el planeta enano Plutón y su luna más grande, Caronte, que está a solo 12,000 kilómetros de Plutón. La luna Caronte tiene 790 millas (1,270 kilómetros) de diámetro, por lo que es un poco más de la mitad del tamaño del propio Plutón con 1,440 millas (2,320 kilómetros) de diámetro.
Tanto Plutón como su luna Caronte giran sobre su eje respectivo en aproximadamente 6.3 días, cada uno manteniendo el mismo lado de la superficie uno frente al otro en todo momento. Este es un fenómeno que un día la tierra también hará con la luna. Estas características únicas han dado lugar a que el sistema Plutón-Caronte sea etiquetado como un planeta doble.
Otros sistemas además de los planetas y las lunas también pueden mostrar rotación sincrónica. También se sabe que ciertas estrellas binarias de la Vía Láctea, dos estrellas encerradas en órbitas entre sí, están en rotación sincrónica. El telescopio espacial canadiense Microvariability & Oscillations of STars (MOST), lanzado en 2003, está diseñado para investigar esto.
La estrella Tau Bootis, aproximadamente a 50 años luz de la Tierra, fue descubierta por MOST para estar bloqueada en rotación sincrónica con tau Bootis b, un planeta masivo de aproximadamente 7 a 8 veces el tamaño de Júpiter que orbita Tau Bootis. Dado que está 100 veces más cerca de su estrella madre que Júpiter del sol, tau Bootis b orbita su sol cada 3.3 días, y el mismo lado de la superficie de la estrella siempre mira hacia el planeta. Los científicos teorizan que muchas estrellas pueden, de hecho, estar involucradas en tal bloqueo de marea con grandes planetas en órbita que están cerca. Sin embargo, es probable que estos planetas se encuentren en órbitas en descomposición, como sugiere su proximidad a las estrellas.