Метод лучевых скоростей для экзопланет

В задаче двух тел звезда и планета обращаются вокруг общего центра масс. Для круговой орбиты лучевая скорость звезды изменяется по синусоидальному закону с полуамплитудой K = (M_p/M_полн) √(G M_полн/a) sin i, где a определяется из третьего закона Кеплера по M_полн и P. Спектроскопия измеряет доплеровские смещения; не зная наклонения i, обзоры лучевых скоростей определяют M_p sin i, а не саму массу M_p. Звёздная активность («дрожание») и наличие нескольких планет усложняют картину по сравнению с этой моделью с одной планетой и нулевым эксцентриситетом.

Для кого: Сочетается с симулятором транзитов и страницей о спектральном доплеровском эффекте.

Ключевые понятия

  • лучевая скорость
  • доплеровское колебание
  • полуамплитуда
  • M sin i
  • третий закон Кеплера

Графики

Как это работает

**Планета** и **звезда** обращаются вокруг их **общего центра масс**. **Лучевая скорость** звезды меняется с **орбитальной фазой**; для **круговой** орбиты она изменяется **синусоидально** с полуамплитудой **K**. Большая **масса планеты**, **меньший период** (меньшая **a**) и **больший sin i** увеличивают **K**. Спектрографы измеряют **доплеровские смещения** линий звезды; **минимальная масса планеты** равна **M sin i**, если **наклонение** неизвестно. На этой странице пренебрегают **эксцентриситетом** и **дрожанием звезды**.

Основные формулы

a³ = G M_tot P² / (4π²) · K = (M_p/M_tot) √(G M_tot/a) sin i
V_r(t) = K sin(2πt/P + φ)

Часто задаваемые вопросы

Почему M sin i?
Лучевая составляющая колебания для круговых орбит пропорциональна sin i. Системы, видимые плашмя (i близко к 0), почти не показывают движения вдоль луча зрения; только системы, видимые с ребра (i ≈ 90°), дают sin i ≈ 1.
Учитывается ли эксцентриситет?
Нет — на этой странице используется e = 0. Эллиптические орбиты добавляют гармоники и изменяют эффективную величину K.

Другие симуляторы в этой категории — или все 28.

Вся категория →
НовоеСредний

Транзит экзопланеты (кривая блеска)

Перекрытие равномерного диска; R_p/R_*; прицельный параметр b; F(t) в зависимости от периода.

Запустить симулятор
НовоеСредний

Сфера влияния (Хилла)

r_H ≈ a (m/3M)^(1/3): схематичная орбита вторичного тела и радиус сферы Хилла в зависимости от масс и a.

Запустить симулятор
НовоеНачинающий

Измерение скорости света c (игрушечная модель метода времени пролёта)

c ≈ 2D/Δt для пути туда и обратно; схематичный путь + контекст опытов Физо/Фуко.

Запустить симулятор
НовоеСредний

GPS и теория относительности

Оценка релятивистского ухода часов (слабополевое приближение + СТО) в зависимости от высоты и орбитальной скорости.

Запустить симулятор
НовоеСредний

Кривая ядерной связи

Качественная зависимость удельной энергии связи (B/A) от массового числа (A) в контексте синтеза и деления.

Запустить симулятор
НовоеНачинающий

Времена года и наклон оси

Наклон оси ~23.4°: модель склонения Солнца в зависимости от дня года и высота Солнца в полдень на заданной широте.

Запустить симулятор