La rotation synchrone est un phénomène qui se produit lorsque un satellite naturel orbite à proximité de sa planète et qui a comme conséquence que la période de rotation du satellite est synchronisée avec sa période de révolution de sorte que vu de la planète il présente toujours la même face. On dit aussi que ces période de rotation sont en résonance. La rotation synchrone ne concerne pas seulement les satellites naturels des planètes mais tout objet en orbite autour d'un autre.

Description

Dans le cas des systèmes lune-planète, cette forme allongée est instable. En effet, la rotation de la lune provoquera un désalignement entre sa direction d'allongement et celle de la planète et la force de marée devra sans cesse la déformer afin de réorienter la protubérance vers la planète. Donc, ces protubérances "se déplacent" autour du la lune afin de rester en direction de la planète. Cet effet est facilement observé sur Terre : les marées océaniques montent et descendent avec le lever et le coucher de la Lune, mais il se produit sur tout objet en rotation et en orbite autour d'un autre.

Le déplacement de la protubérance autour de la lune produit une force assez faible mais qui finit par ralentir celle-ci. En effet, comme il faut un certain temps à la protubérance pour se déplacer, cette protubérance est toujours un peu en avance et donc située légèrement à l'avant du point le plus proche de la planète. L'attraction de cette protubérance par la planète produit donc une petite force qui tire toujours la surface du satellite dans la direction opposée à sa rotation. La rotation de satellite ralentit donc lentement et son moment orbital augmente en proportion. Il faut noter que l'on suppose que la lune tourne sur elle-même plus rapidement qu'elle ne tourne autour de sa planète. Si l'opposé est vrai, les forces de marée vont accroître sa vitesse de rotation au détriment de son moment orbital.

Presque toutes les lunes du système solaire sont en rotation synchrone avec leur planète, car elles orbitent à de faibles distances de leur planète et que la force de marée augmente rapidement avec la diminution de cette distance. En outre, Mercure est en rotation synchrone avec le Soleil dans un rapport 3:2. Plus subtilement, Vénus est en rotation synchrone avec la Terre, de sorte que toutes les fois où Vénus est en conjonction inférieure, Vénus présente la même face vers la Terre. Les forces de marée impliquées dans la synchronisation Vénus-Terre sont extrêmement faibles et il se peut qu'elle ne soit qu'une coïncidence.