Velocidad radial y medición Doppler

La medición de la velocidad radial utiliza el desplazamiento Doppler de las líneas espectrales para determinar la velocidad a la que un objeto se mueve hacia o desde el observador a lo largo de la línea de visión.

Definition

La velocidad radial es el componente de la velocidad de un objeto a lo largo de la línea de visión del observador, medido a partir del desplazamiento Doppler de sus líneas espectrales en relación con sus longitudes de onda en reposo.

Scope

Este tema abarca la medición de velocidades en la línea de visión a partir de los desplazamientos de las líneas espectrales, incluyendo la correlación cruzada con espectros de plantilla, las técnicas de precisión utilizadas para detectar los diminutos movimientos reflejos inducidos por exoplanetas, y la determinación de los corrimientos al rojo de galaxias y cuásares. Aborda la corrección baricéntrica y los métodos de referencia de longitud de onda que permiten una alta precisión.

Core questions

• ¿Cómo se convierte un desplazamiento Doppler en una velocidad en la línea de visión?
• ¿Cómo produce la correlación cruzada con un espectro de plantilla una velocidad precisa?
• ¿Qué técnicas instrumentales y de referencia permiten una precisión de metros por segundo para la detección de exoplanetas?
• ¿Cómo se miden y corrigen los corrimientos al rojo de galaxias y cuásares a un marco estándar?

Key theories

Medición de velocidad por correlación cruzada

Desplazar un espectro de plantilla contra un espectro observado y encontrar el desplazamiento que maximiza su correlación proporciona una velocidad radial precisa incluso para espectros ruidosos o compuestos.

Método de reflejo Doppler para exoplanetas

Un planeta hace que su estrella anfitriona orbite alrededor de su centro de masa común, produciendo una señal de velocidad radial periódica cuya amplitud y período revelan la masa y la órbita del planeta.

Clinical relevance

Las velocidades radiales revelan las órbitas de estrellas binarias y las masas estelares, los movimientos reflejos que han descubierto cientos de exoplanetas, la dinámica de los cúmulos estelares y las galaxias, y los corrimientos al rojo que mapean la estructura a gran escala y la expansión cósmica.

History

Los desplazamientos Doppler se utilizaron por primera vez para los movimientos estelares en el siglo XIX; los métodos de correlación cruzada sistematizaron los estudios de corrimiento al rojo de galaxias, y los espectrógrafos estabilizados con referencias de longitud de onda precisas lograron posteriormente la precisión que detectó el primer exoplaneta alrededor de una estrella de tipo solar.

Seminal works

• mayorQueloz1995
• tonryDavis1979
• gray2005

Frequently asked questions

¿Puede la velocidad radial medir el movimiento a través del cielo?

No; el desplazamiento Doppler solo detecta el movimiento hacia o desde el observador a lo largo de la línea de visión. El movimiento a través del cielo se mide por separado mediante astrometría como movimiento propio.

¿Por qué es necesaria la corrección baricéntrica?

El movimiento orbital y rotacional de la Tierra añade su propio desplazamiento Doppler; la corrección al baricentro del sistema solar elimina esto para que la velocidad medida refleje el movimiento real del objeto.