달의 공전주기와 자전주기가 일치하는 이유

다음은 인터넷에서 검색한 내용입니다. 달은 늘 우리들에게 한 면만 보여줍니다. 그래서 그 부분을 앞면, 안 보이는 부분은 뒷면이라고 합니다. 우리에게 늘 토끼만 보이는 이유는 그래서입니다. 옛날에는 달의 뒷면이 참 신비스러운 존재였지만 이미 60년대 소련과 미국의 수많은 달탐사선들이 뒷면 사진을 찍어와서 공개되었습니다. 이렇게 달이 우리에게 한 면만 보이는 이유는 달이 지구를 한 바퀴 돌때, 그 스스로도 정확히 한 바퀴를 돌기 때문이며 이걸 공전주기와 자전주기가 일치한다고 표현합니다. (실제로는 정확히 앞면 50%, 뒷면 50%가 아니라 조금 더 보입니다.)  정확히는 공전주기 27.3217일, 자전주기 27.3217일로 알려져 있습니다. 이러한 일치가 놀라워 보이지만, 다른 행성의 위성들은 어떨까요? 현재 알려진 다른 행성들의 일부 위성에서 공전주기와 자전구기가 어떻게 되는지 살펴보면 다음과 같습니다. 각 위성들의 이름, 공전주기(일), 자전주기(일)  입니다. 화성의 위성 Phobos 0.3189, 0.3189. Deimos 1.2624, 1.2624. 목성의 위성 Amalthea 0.4982, 0.4982. Io 1.7691, 1.7691. Europa 3.5512, 3.5512. Ganymede 7.1545, 7.1545. Callisto 16.689, 16.689. 토성의 위성 Epimetheus 0.6943, 0.6943. Janus 0.6988, 0.6988. Mimas 0.9424, 0.9424. Enceladus 1.3702, 1.3702. Tethys 1.8878, 1.8878. Dione 2.7369, 2.7369. Rhea 4.5175, 4.5175. Titan 15.9454, 15.9454. Iapetus 79.3302, 79.3302. 천왕성의 위성 Miranda 1.4135, 1.4135. Ariel 2.5204, 2.5204. Umbriel 4.1442, 4.1442. Titania 8.7059, 8.7059. Oberon 13.4632, 13.4632. 해왕성의 위성 Triton 5.8768, 5.8768. 명왕성의 위성 Charon 6.3872, 6.3872. 물론 이렇게 공전주기와 자전주기가 일치하지 않는 위성들도 있고 많은 행성에서 앞으로도 더 많은 위성들이 발견될 것이므로 위성들 전부의 자료는 아닙니다. 그런데 위 예처럼 어떤 위성이 그 행성 주위를 돌면서 공전주기와 자전주기가 일치하는 것은 아주 흔한 현상입니다. 즉 지구의 달에만 있는 특별한 현상이 아닙니다. 이렇게 위성의 공전주기와 자전주기가 일치하는 이유는 행성과 위성 사이의 조석력 때문입니다. 지구에서는 달의 조석력에 의해 밀물과 썰물이 일어납니다. 마찬가지로 지구의 인력도 달에 영향을 미치며 그 힘은 만일 달이 공전주기보다 느린 자전주기를 가졌다면 그 자전속도를 빠르게 하고, 공전주기보다 빠른 자전주기를 가졌다면 그 자전속도를 늦춰서 둘이 같게 합니다. 바로 이러한 현상이 태양계 전체의 모든 행성과 그 위성들에서 일어나기 때문에 이렇게 모두들 공전주기와 자전주기가 일치하게 된 것입니다. 토성의 히페리온은 공전주기와 자전주기가 일치하지 않는다고 하는데 그 이유는 최근 다른 천체와의 충돌로 서로 어긋나게 된 것이라고 합니다.