Verrouillage de marée

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verrouillage de marée est un état en lequel aucun corps célèste en orbite autour un autre, habituellement plus lourd corps tient la même face vers l'autre corps. La rotation d'un tel corps est donc synchrone. L'exemple classique de verrouillage de marée est l'attitude de la Lune de la Terre.

Sommaire

1 Mécanisme
2 Échelle de temps
3 Problèmes pour uniformitarianisme posées par la verrouillage de marée
4 Références
5 Voyez aussi

Mécanisme

Lorsqu'un corps est en orbite autour un autre, chaque corps incite de marées en l'autre. En le cas de la terre, les marées se manifestent comme la hausse ou la baisse du niveau de l'océan. Mais un corps solide se renflera, vers et de l'autre corps, bien que les autres parties du corps se comprimeront vers le centre.

Jusqu'un renflement se forme, si ce renflement ne se resoud pas, l'autre corps dans la configuration orbitale excercera plus de force sur lui lorsqu'il passe, simplement parce qu'il est plus proche au barycentre. Avec chaque saisie successive, la rotation du corps ralentera. À la longue le corps tournera sa concentration la plus grande de masse vers l'autre corps et maintenira cette orientation. Mais comme le corps ralente, il mouvra à une orbite plus distante de son primaire, pour satisfier la loi de conservation de vitesse acquise angulaire. Ainsi la Lune revient en arrière de la Terre comme sa rotation continue à se ralenter.

En théorie, cela pourrait se passer à la terre aussi, et en effet les astronomes séculaires disent qu'il se passe.

Échelle de temps

Le temps qui s'exige pour verrouillage de marée est difficile à estimer, primairement parce qu'il dépend de plusiers facteurs, uniques à aucun satellite ou primaire donné, qui sont difficiles à mesurer. La formule pour le temps qui s'exige pour aucune lune entrer en verrouillage de marée avec son primaire est:^[1]

$t_{\textrm{verrouille}} = \frac{16 \rho \omega a^6 Q}{45 G m_p^2 k_2}$

en laquelle

$\rho\,$ est la densité de la lune
$\omega\,$ est le taux initiel de rotation en rad s⁻¹
$a\,$ est l'axis semi-majeur de l'orbite de la lune.
$Q\,$ est la fonction de dissipation de la lune (pas de se confondre avec son apoapside).
$G\,$ est la constante gravitationnelle.
$m_p\,$ est la masse du primaire.
$k_2\,$ est le nombre de Love de marée du deuxième ordre de la lune.

Ainsi le temps qui s'exige est très susceptible à la distance orbitale et assez moins susceptible à la masse du primaire. Ainsi les lunes denses relativement proches à leurs primaires sont plus probablement en verrouillage de marée.

Problèmes pour uniformitarianisme posées par la verrouillage de marée

La verouillage de marée est assez probable d'arriver au primaire qu'à la lune. En effet Pluton et Charon sont en verrouillage mutuelle. Mais la verrouillage de marée a ses implications les plus profondes pour le système de la Terre et la Lune. Bien que la présence de verrouillage de marée peut apparaît à militer en faveur d'un grand âge pour le système solaire, la dynamique de verrouillage de marée suggère la jeunesse et pas l'âge.

Comme la rotation de la terre se décélère, la lune doit revenir de la terre, ou d'ailleurs la vitesse acquise angulaire ne se conserve pas (voyez ci-dessus). Ainsi le taux lui-même de décélération de la rotation de la Terre doit se décélère depuis longtemps. Pour cette seule raison, le système de la Terre et la Lune ne peut avoir plus que 1,2 milliards d'années, parce qu'à un tel temps la Terre serait pivotante dangereusement vite, et la Lune toucherait la Terre.

Références

↑ Gladman B., Quinn D. D., Nicholson P., et Rand R. « Synchronous Locking of Tidally Evolving Satellites. » Icarus 122(1):166-192, juillet 1996. doi:10.1006/icar.1996.0117 Accédé le 4 juillet 2008.