同步轨道看你怎么理解。
一种是这个天体的引力场中存在一个轨道让在这个轨道的周期等于天体自转的周期。(前提是轨道上的东西的质量不会影响到整个引力场)
但GEO的另一大特点是轨道上的东西永远在它所环绕体的同一经线上方同一高度(也就是在天球的固定经线上)。
就像你说的月亮的同步轨道已经跑出SOI了，第一种同步轨道肯定是不存在的。但窝们可以绕开引力的问题，直接从把参考系换到月亮上去。这样之所以可以是因为这已经变成了双星问题
以及，冥王星和charon相互潮汐锁定，所以他们各自在对方的“同步轨道”上(确信)
更进一步，如果以相对地面不动且只受引力作用作为同步轨道的等价条件，地月系的拉格朗日点也同样符合要求窝也是才发现