Velocidade Radial e Medição Doppler

A medição da velocidade radial utiliza o desvio Doppler das linhas espectrais para determinar a rapidez com que um objeto se move em direção ou para longe do observador ao longo da linha de visada.

Definition

Velocidade radial é a componente da velocidade de um objeto ao longo da linha de visada do observador, medida a partir do desvio Doppler das suas linhas espectrais em relação aos seus comprimentos de onda de repouso.

Scope

Este tópico abrange a medição de velocidades na linha de visada a partir de desvios de linhas espectrais, incluindo a correlação cruzada com espectros de modelo, as técnicas de precisão utilizadas para detetar os pequenos movimentos de reflexo induzidos por exoplanetas, e a determinação dos desvios para o vermelho de galáxias e quasares. Aborda a correção baricêntrica e os métodos de referência de comprimento de onda que permitem alta precisão.

Core questions

• Como um desvio Doppler é convertido em uma velocidade na linha de visada?
• Como a correlação cruzada com um espectro de modelo produz uma velocidade precisa?
• Que técnicas instrumentais e de referência permitem precisão de metros por segundo para a deteção de exoplanetas?
• Como os desvios para o vermelho de galáxias e quasares são medidos e corrigidos para um referencial padrão?

Key theories

Medição de velocidade por correlação cruzada

Deslocar um espectro de modelo em relação a um espectro observado e encontrar o desvio que maximiza a sua correlação fornece uma velocidade radial precisa, mesmo para espectros ruidosos ou compostos.

Método de reflexo Doppler para exoplanetas

Um planeta faz com que a sua estrela hospedeira orbite o seu centro de massa comum, produzindo um sinal de velocidade radial periódico cuja amplitude e período revelam a massa e a órbita do planeta.

Clinical relevance

As velocidades radiais revelam órbitas de estrelas binárias e massas estelares, os movimentos de reflexo que descobriram centenas de exoplanetas, a dinâmica de aglomerados estelares e galáxias, e os desvios para o vermelho que mapeiam a estrutura em larga escala e a expansão cósmica.

History

Os desvios Doppler foram usados pela primeira vez para movimentos estelares no século XIX; os métodos de correlação cruzada sistematizaram os levantamentos de desvio para o vermelho de galáxias, e espetrógrafos estabilizados com referências de comprimento de onda precisas alcançaram posteriormente a precisão que detetou o primeiro exoplaneta em torno de uma estrela do tipo solar.

Seminal works

• mayorQueloz1995
• tonryDavis1979
• gray2005

Frequently asked questions

A velocidade radial pode medir o movimento através do céu?

Não; o desvio Doppler apenas deteta o movimento em direção ou para longe do observador ao longo da linha de visada. O movimento através do céu é medido separadamente por astrometria como movimento próprio.

Por que a correção baricêntrica é necessária?

O movimento orbital e rotacional da Terra adiciona o seu próprio desvio Doppler; a correção para o baricentro do sistema solar remove isso para que a velocidade medida reflita o verdadeiro movimento do objeto.