اندازهگیری سرعت شعاعی و دوپلر
اندازهگیری سرعت شعاعی از تغییر دوپلر خطوط طیفی برای تعیین سرعت حرکت یک شیء به سمت یا دور از ناظر در امتداد خط دید استفاده میکند.
Definition
سرعت شعاعی مؤلفهای از سرعت یک شیء در امتداد خط دید ناظر است که از تغییر دوپلر خطوط طیفی آن نسبت به طول موجهای حالت سکون (rest wavelengths) اندازهگیری میشود.
Scope
این موضوع شامل اندازهگیری سرعتهای خط دید از تغییرات خط طیفی، از جمله همبستگی متقابل (cross-correlation) با طیفهای الگو، تکنیکهای دقیق مورد استفاده برای تشخیص حرکات بازتابی (reflex motions) کوچک ناشی از سیارات فراخورشیدی، و تعیین انتقال به سرخ کهکشانها و کوازارها میشود. همچنین به تصحیح باریمرکزی (barycentric correction) و روشهای مرجع طول موج که دقت بالا را ممکن میسازند، میپردازد.
Core questions
- چگونه یک تغییر دوپلر به سرعت خط دید تبدیل میشود؟
- چگونه همبستگی متقابل با یک طیف الگو، سرعت دقیقی را به دست میدهد؟
- چه تکنیکهای ابزاری و مرجعی دقت متر بر ثانیه را برای تشخیص سیارات فراخورشیدی ممکن میسازند؟
- چگونه انتقال به سرخ کهکشانها و کوازارها اندازهگیری و به یک چارچوب استاندارد تصحیح میشوند؟
Key theories
- اندازهگیری سرعت با همبستگی متقابل
- جابجایی یک طیف الگو در برابر یک طیف مشاهده شده و یافتن آفست (offset) که همبستگی آنها را به حداکثر میرساند، حتی برای طیفهای نویزدار یا ترکیبی، یک سرعت شعاعی دقیق را ارائه میدهد.
- روش بازتاب دوپلر برای سیارات فراخورشیدی
- یک سیاره باعث میشود ستاره میزبانش به دور مرکز جرم مشترکشان بچرخد و یک سیگنال سرعت شعاعی تناوبی تولید کند که دامنه و دوره آن جرم و مدار سیاره را آشکار میکند.
Clinical relevance
سرعتهای شعاعی، مدارهای ستارههای دوتایی و جرمهای ستارهای، حرکات بازتابی که صدها سیاره فراخورشیدی را کشف کردهاند، دینامیک خوشههای ستارهای و کهکشانها، و انتقال به سرخهایی که ساختار بزرگمقیاس و انبساط کیهانی را ترسیم میکنند، را آشکار میسازند.
History
تغییرات دوپلر برای اولین بار در قرن نوزدهم برای حرکات ستارهای استفاده شد؛ روشهای همبستگی متقابل، بررسیهای انتقال به سرخ کهکشانها را نظاممند کردند، و طیفنگارهای پایدار شده با مراجع طول موج دقیق بعدها دقتی را به دست آوردند که اولین سیاره فراخورشیدی را در اطراف یک ستاره از نوع خورشید کشف کرد.
Related topics
Seminal works
- mayorQueloz1995
- tonryDavis1979
- gray2005
Frequently asked questions
- آیا سرعت شعاعی میتواند حرکت در عرض آسمان را اندازهگیری کند؟
- خیر؛ تغییر دوپلر فقط حرکت به سمت یا دور از ناظر در امتداد خط دید را حس میکند. حرکت در عرض آسمان به طور جداگانه توسط اخترسنجی (astrometry) به عنوان حرکت خاص (proper motion) اندازهگیری میشود.
- چرا تصحیح باریمرکزی (barycentric correction) لازم است؟
- حرکت مداری و چرخشی زمین تغییر دوپلر خاص خود را اضافه میکند؛ تصحیح به باریمرکز منظومه شمسی این اثر را حذف میکند تا سرعت اندازهگیری شده حرکت واقعی شیء را منعکس کند.