Al contrario de que se pueda pensar, la Luna tiene rotación sobre sí misma, al igual que la Tierra, pero la velocidad a la que gira sobre sí misma es igual a la velocidad con la que completa una vuelta alrededor de la Tierra (poco más de 27 días que dura el ciclo lunar), y por eso vemos siempre vemos el mismo lado o cara.
Este fenómeno se debe a la rotación síncrona, un fenómeno astronómico que también se conoce como acoplamiento de marea. La rotación de la Luna sobre sí misma ha quedado acoplada a su rotación alrededor de la Tierra por el efecto de la fuerza de la gravedad entre ambos objetos.
Como puedes ver en esta animación, en la derecha, la Luna gira sobre sí misma a la misma velocidad que gira alrededor del cuerpo central, que representaría la Tierra, y como este efecto provoca que siempre apunte la misma cara hacia el centro.
¿Cómo se produce el acoplamiento de marea?
El acoplamiento de marea se produce por efecto de la fuerza de la gravedad cuando un objeto orbita alrededor del otro. El término «acoplamiento» hace alusión a que una cara queda fija apuntando hacia la superficie del otro, y la «marea» hace referencia al motivo por el que ocurre esto.
Las mareas son subidas y bajadas del nivel del mar que se producen según la posición de la Luna. Las mareas son un ejemplo de lo que se conoce como bultos gravitacionales, deformaciones de los cuerpos celestes en la dirección de la fuerza de la gravedad. En la roca se ve con menos intensidad que en el agua, pero también se producen.
Este mismo efecto de bultos gravitacionales ocurre en la Luna, que queda «estirada» en la dirección de la fuerza de la gravedad que ejerce la Tierra. Los bultos gravitacionales hacen que se acumule mayor masa en las zonas deformadas, y al haber más masa la fuerza de la gravedad se nota más fuertemente en estas zonas.
Por esta mayor fuerza gravitatoria, los bultos gravitacionales tienden a alinearse en la dirección de la fuerza de la gravedad y van enlenteciendo la velocidad de rotación hasta que esta rotación se hace síncrona con la velocidad de traslación. Esto ocurrió hace miles de millones de años, cuando se formó la Tierra, y en ese momento una de las caras de la Luna quedó acoplada.
El acoplamiento se produce en cualquier par de objetos que orbitan entre sí. Si la diferencia de masa es pequeña, ambos quedarán acoplados. Pero sí la diferencia de masa es sustancial, como ocurre entre la Tierra y la Luna, el objeto más pequeño queda acoplado pero su gravedad no tiene la fuerza suficiente para acoplar al objeto grande.
La rotación síncrona o acoplamiento de marea se puede observar en muchas lunas del Sistema Solar, todas ellas en una aparente posición fija y con la misma cara apuntando siempre a la superficie del planeta que orbitan.
Por ejemplo, Phobos, uno de los satélites de Marte, completa un giro sobre sí mismo y alrededor de Marte en aproximadamente 8 horas. También se puede ver en el enano Plutón y su luna más grande Charon, en este caso ambos están acoplados entre sí.