Kötött tengelyforgás

A kötött tengelyforgás (bal) és a nem forgás (jobb) összehasonlítása

Központi égitest körül keringő testek. A kék-zöld kötött tengelyforgást végez, a szürke-fekete nem

Kötött tengelyforgásnak azt nevezzük, amikor egy égitest (jellemzően egy hold) tengelyforgásának időtartama pontosan megegyezik a keringési idejével, így mindig ugyanazt az oldalát mutatja az anyabolygója felé. Ez a hatás szinkronizált keringésként is ismert. Erre a legismertebb példa a Föld Holdja, de számos ilyen objektum található a Naprendszerben (a Jupiter és a Galilei-féle holdak, stb.).

Rendszerint csak kisebb égitest válik kötött tengelyforgásúvá, ha azonban a két égitest tömegének különbsége és egymástól való távolságuk kicsiny, lehetséges hogy mindkettő „hozzáigazodik” a másikhoz. Ez a helyzet a Pluto-Charon párossal.

Egyes műholdak esetében stabilizálásra használják ezt a hatást.

Mechanikája

Ahhoz, hogy egy kisebb (B) égitest kötött tengelyforgásúvá rögzüljön egy nagyobb (A) égitest körül, forgási (rotációs) sebességét meg kell hogy változtassa a nagyobb (A) égitest tömegvonzása által kifejtett forgatónyomaték, mely azokra a domborulatokra hat, melyet a kisebb (B) égitestben az árapály hatás által hozott létre.

Ha az árapály-jelenség által létrejött domborulatok nem esnek egybe a fő tengellyel, az árapály-erők összege olyan forgatónyomatékként hat, mely az égitestet a tengelyhez igazodó irányba fordítja

Az A égitest gravitációja árapály hatást eredményez a B égitestben, mely B gravitációs egyensúlyi alakját enyhén megváltoztatja, úgy, hogy az A felé irányuló tengely mentén megnyúlik, ellentétben enyhe méretcsökkenést szenved e tengelyre merőleges irányokban. E torzulásokat szilárd tengerjárásnak is nevezzük. Amikor a B égitest még nincs kötött tengelyforgásban, e domborulatok úgy haladnak végig felszínén, hogy az egyik "dagály" az A-hoz legközelebb eső pontot követi. Olyan nagy méretű csillagászati testek esetében, melyek saját tömegvonzásuk miatt gömbhöz közelítő formát vettek fel, az árapály hatás enyhén nyújtott ellipszoidot hoz létre (egy fő tengelye mentén nyújtott tengelyesen szimmetrikus ellipszoidot). Kisebb égitestek is elszenvedik e torzulást, esetükben azonban ez kevésbé szabályos.