網友提問:月球圍繞地球的轉動周期與圍繞其軸線自轉的周期相同。這種情況是偶然發生的幾率有多大，或者在這一事件背後是否存在物理學？

回答：這不是巧合，月球的軌道周期和它自轉周期之間的同步是由于潮汐鎖定過程。

細節變得毛茸茸的，但其過程的本質非常簡單。地球在月球上産生強烈的潮汐，在月球近端和遠端産生了雙峰。當月球還年輕時可能有更快的旋轉周期。當它轉動時凸起也同樣轉動，以至于凸起可能轉速領先，同時，地球的引力把它拉回來。這裡是所發生的事情的動畫版本。

連續在月球上的拉回起到刹車的作用，減慢它的自轉速度直到旋轉周期和軌道周期相匹配。一旦這種情況發生，潮汐凸起始終都會和地球保持一緻，并且不再有影響月球轉速的力量。這個穩定的安排可能發生在月球形成後的第一個一億年之内，所以在人類出現之前，沒有一個生物曾見過月球的遠端。

如果你想知道：月球在地球有完全相同的潮汐效應，但我們的星球太大以至于月球隻能将我們的自轉速度降到24小時。

請注意，這種情況遠非太陽系中獨一無二的情況，由于相同的原因，幾乎所有的主要衛星都被潮汐鎖定在它們的行星上。以冥王星和冥衛一為例，他們是被雙重鎖定的：它們都以6.39天的周期旋轉，和它們的軌道周期相同。這意味着冥王星的一個半球總是面向冥衛一，反之亦然。這就是為什麼新視野号探測器2015年飛行時隻可以清晰地觀察到每個物體的一個半球。

然而，潮汐鎖定規則還有很多例外。他們大多數是木星，土星，天王星和海王星的極小的“不規則”的外部衛星，通常被認為是行星形成後捕獲的物體，然而，有三個行為不端的衛星在這一組中引人注目。

土星的210公裡寬的土衛九有一個活躍的9.3小時的自轉周期，比它的軌道短得多。它被認為是從土星捕獲的逃逸者。（土衛九也是這廣闊土地的主要情節點，為你的超級粉絲。）

圖解: 卡西尼号2004年6月11日16時10分(UTC)攝于距離土衛九77441千米處

海王星的海衛二幾乎和它一樣大，有170公裡寬。它也可能是一個被捕獲的物體，或者可能是一個曾經有序的衛星，其軌道被更大的反向軌道鄰居海衛一所擾亂。

土星的土衛七（上文的）是一個特别有趣的例子，這個奇怪的海綿狀的衛星具有高度的的橢圓形形狀，短軸165公裡，長軸360公裡。它以一種混亂的方式旋轉，這是其強橢圓軌道和它的大鄰居土衛六的強烈引力相互吸引的結果。（是的，一個大衛星被稱為海衛一，另一個叫土衛六。對此做任何事為時已晚。）

圖解：旅行者2号1989年8月24日攝于距離海衛一53萬千米處

與其它恒星非常接近的行星軌道運行也可能被潮汐鎖定。在我們的太陽系中，唯一一個接近的是水星，它處于3：2自旋軌道共振。對于在紅矮星周圍緊密軌道上的地球大小的行星，如Trappist-1系統的行星，潮汐鎖定提出關于可居住性的有趣問題。

看起來很多紅矮星周圍都有地球大小的行星在地表溫度允許液态水的距離旋轉。 這些行星真的能維持生命嗎?這在一定程度上取決于名義上類似地球的世界發生了什麼，這個世界其中一個半球沐浴在持續的光線裡，另一半則在永恒的黑暗中。即将到來的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡對Trappist-1行星的研究應該開始提供一些回答。

參考資料

1.維基百科全書

2.天文學名詞

3. forbes-Αύρα

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