Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
"Радиальная скорость" перенаправляется сюда. Не следует путать с радиальным движением .
Самолет, пролетающий мимо радиолокационной станции: вектор скорости самолета (красный) представляет собой сумму радиальной скорости (зеленый цвет) и тангенциальной скорости (синий цвет).

Радиальная скорость объекта по отношению к заданной точке скорость изменения расстояния между объектом и точкой. То есть радиальная скорость - это составляющая скорости объекта, которая указывает в направлении радиуса, соединяющего точку и объект. В астрономии точкой обычно считается наблюдатель на Земле, поэтому радиальная скорость обозначает скорость, с которой объект удаляется от Земли (или приближается к ней при отрицательной радиальной скорости).

В астрономии лучевая скорость часто измеряется в первом порядке приближения с помощью доплеровской спектроскопии . Величина, полученная этим методом, может быть названа барицентрической мерой лучевой скорости или спектроскопической лучевой скоростью. [1] Однако из-за релятивистских и космологических эффектов на больших расстояниях, на которые обычно проходит свет, чтобы достичь наблюдателя от астрономического объекта, эта мера не может быть точно преобразована в геометрическую радиальную скорость без дополнительных предположений об объекте и пространстве между ним. и наблюдатель. [2] Напротив, астрометрическая лучевая скорость определяется астрометрическиминаблюдения (например, вековое изменение годового параллакса ). [2] [3] [4]

Спектроскопическая лучевая скорость [ править ]

Свет от объекта со значительной относительной лучевой скоростью при испускании будет подвергаться эффекту Доплера , поэтому частота света уменьшается для удаляющихся объектов ( красное смещение ) и увеличивается для приближающихся объектов ( синее смещение ).

Лучевую скорость звезды или других светящихся далеких объектов можно точно измерить, взяв спектр с высоким разрешением и сравнив измеренные длины волн известных спектральных линий с длинами волн из лабораторных измерений. Положительная радиальная скорость указывает, что расстояние между объектами увеличивается или увеличивается; отрицательная лучевая скорость указывает на то, что расстояние между источником и наблюдателем уменьшается или уменьшается.

Уильям Хаггинс рискнул в 1868 году оценить лучевую скорость Сириуса относительно Солнца, основываясь на наблюдаемом красном смещении света звезды. [5]

Диаграмма, показывающая, как орбита экзопланеты меняет положение и скорость звезды, когда они вращаются вокруг общего центра масс.

Во многих двойных звездах , то орбитальное движение обычно вызывает радиальные колебания скорости несколько километров в секунду (км / с). Поскольку спектры этих звезд меняются из-за эффекта Доплера, их называют спектрально-двойными . Радиальную скорость можно использовать для оценки соотношения масс звезд и некоторых элементов орбиты , таких как эксцентриситет и большая полуось . Тот же метод также использовался для обнаружения планет вокруг звезд, так как измерение движения определяет орбитальный период планеты, в то время как результирующая амплитуда лучевой скорости позволяет вычислить нижнюю границу для планетымасса с использованием бинарной функции масс . Одни только методы радиальной скорости могут выявить только нижнюю границу, поскольку большая планета, вращающаяся под очень большим углом к лучу зрения, будет возмущать свою звезду в радиальном направлении так же, как гораздо меньшая планета с орбитальной плоскостью на луче зрения. Было высказано предположение, что планеты с высокими эксцентриситетами, рассчитанными этим методом, на самом деле могут быть системами из двух планет с круговой или почти круговой резонансной орбитой. [6] [7]

Обнаружение экзопланет [ править ]

Основная статья: Доплеровская спектроскопия
Метод лучевых скоростей для обнаружения экзопланет

Метод радиальной скорости для обнаружения экзопланет основан на обнаружении изменений скорости центральной звезды из-за изменения направления гравитационного притяжения от (невидимой) экзопланеты, вращающейся вокруг звезды. Когда звезда движется к нам, ее спектр смещается в синюю сторону, а когда она удаляется от нас, она смещается в красную сторону. Регулярно глядя на спектр звезды - и, следовательно, измеряя ее скорость - можно определить, движется ли она периодически из-за влияния компаньона-экзопланеты.

Обработка данных [ править ]

С инструментальной точки зрения скорости измеряются относительно движения телескопа. Таким образом, первый важный шаг в сокращении данных - удалить вклад

  • в эллиптическом движении Земли вокруг Солнца приблизительно ± 30 км / с,
  • ежемесячно поворот на ± 13 м / с Земли вокруг центра тяжести системы Земля-Луна, [8]
  • суточное вращение телескопа с земной корой вокруг оси Земли, которая составляет до ± 460 м / с на экваторе и пропорционален косинус географической широты телескопа,
  • небольшие вклады от движения полюса Земли на уровне мм / с,
  • вклады 230 км / с от движения вокруг центра Галактики и связанных с ним собственных движений. [9]
  • в случае спектроскопических измерений поправки на аберрацию порядка ± 20 см / с . [10]
  • Sin i вырождение - это удар, вызванный не нахождением в плоскости движения.

См. Также [ править ]

  • Правильное движение
  • Пекулярная скорость
  • Относительная скорость
  • Космическая скорость (астрономия)

Ссылки [ править ]

  1. ^ Резолюция C1 по определению спектроскопической «барицентрической меры радиальной скорости» . Специальный выпуск: Предварительная программа XXV Генеральной Ассамблеи в Сиднее, 13–26 июля 2003 г. Информационный бюллетень № 91. Стр. 50. Секретариат МАС. Июль 2002 г. https://www.iau.org/static/publications/IB91.pdf
  2. ^ a b Линдегрен, Леннарт; Дравинс, Дайнис (апрель 2003 г.). «Фундаментальное определение« лучевой скорости » » (PDF) . Астрономия и астрофизика . 401 (3): 1185–1201. arXiv : astro-ph / 0302522 . Бибкод : 2003A & A ... 401.1185L . DOI : 10.1051 / 0004-6361: 20030181 . Проверено 4 февраля 2017 года .
  3. ^ Дравинс, Дайнис; Линдегрен, Леннарт; Мадсен, Сорен (1999). «Астрометрические лучевые скорости. I. Неспектроскопические методы измерения лучевой скорости звезд». Astron. Astrophys . 348 : 1040–1051. arXiv : astro-ph / 9907145 . Бибкод : 1999A & A ... 348.1040D .
  4. ^ Резолюция C 2 по определению «астрометрической радиальной скорости» . Специальный выпуск: Предварительная программа XXV Генеральной Ассамблеи в Сиднее, 13–26 июля 2003 г. Информационный бюллетень № 91. Стр. 51. Секретариат МАС. Июль 2002 г. https://www.iau.org/static/publications/IB91.pdf
  5. Перейти ↑ Huggins, W. (1868). «Дальнейшие наблюдения за спектрами некоторых звезд и туманностей с попыткой определить по ним, движутся ли эти тела к Земле или от Земли, а также наблюдения за спектрами Солнца и Кометы II». Философские труды Лондонского королевского общества . 158 : 529–564. Bibcode : 1868RSPT..158..529H . DOI : 10,1098 / rstl.1868.0022 .
  6. ^ Anglada-Escude, Guillem; Лопес-Моралес, Мерседес; Чемберс, Джон Э. (2010). «Как эксцентричные орбитальные решения могут скрыть планетные системы на резонансных орбитах 2: 1». Письма в астрофизический журнал . 709 (1): 168–78. arXiv : 0809.1275 . Bibcode : 2010ApJ ... 709..168A . DOI : 10.1088 / 0004-637X / 709/1/168 .
  7. ^ Курстер, Мартин; Трифонов, Трифон; Рефферт, Сабина; Костогрыз, Надия М .; Родер, Флориан (2015). «Отделение резонансных отверстий радиальной скорости 2: 1 от эксцентрических и пример HD 27894». Astron. Astrophys . 577 : A103. arXiv : 1503.07769 . Bibcode : 2015A & A ... 577A.103K . DOI : 10.1051 / 0004-6361 / 201525872 .
  8. ^ Ferraz-Mello, S .; Мичченко, Т.А. (2005). «Внесолнечные планетные системы». Лект. Нет. Phys . 683 . С. 219–271. Bibcode : 2005LNP ... 683..219F . DOI : 10.1007 / 10978337_4 .
  9. ^ Рид, MJ; Дама, TM (2016). «О скорости вращения Млечного Пути, определенной по излучению HI». Астрофизический журнал . 832 (2): 159. arXiv : 1608.03886 . Bibcode : 2016ApJ ... 832..159R . DOI : 10,3847 / 0004-637X / 832 / 2/159 .
  10. ^ Штумпф, P. (1985). «Строгая трактовка гелиоцентрического движения звезд». Astron. Astrophys . 144 (1): 232. Bibcode : 1985A & A ... 144..232S .
  • Уравнение радиальной скорости в поисках экзопланет (доплеровская спектроскопия или метод колебания)