radialhastighetsmålinger

Radialhastighetsmålingar är mätningar av ett objekts hastighet längs vår linje mot eller från observatören, baserade på dopplereffekten i dess spektrum. En blåförskjutning uppstår när objektet närmar sig och en rödförskjutning när det avlägsnar sig. Genom att följa dessa små förändringar i spektrallinjer över tid kan man bestämma objektets radiala hastighet relativt observatören.

Inom astrofysik används metoden framför allt för att detektera och karaktärisera exoplaneter. Man använder högupplösta spektrografer med mycket noggrann våglängdskalering. Kalibrering görs med tekniker som korskorrelation mot en mall (CCF) eller med en extern referens, till exempel en jodcell eller en laserfrekvenskam. Observationerna ger en radialhastighetskurva vars variationer avslöjar planetens period och massa.

Från kurvan hämtas orbitalparametrarna: perioden P och amplituden K. Den uppmätta amplituden tillsammans med P ger planetens massa i relation till banans lutning i, så kallad M sin i. Eftersom lutningen i ofta saknas får man en nedre gräns på massan. Kombinationer med transitdata ger ofta fullständiga massor och radier.

Historiskt var radialhastighetsmetoden avgörande för upptäckten av exoplaneten 51 Pegasi b 1995 av Michel Mayor och Didier Queloz. Metoden används också för att studera binära stjärnor och andra gravitationellt bundna system.

Utmaningar och precision: jorden måste korrigeras bort via barycentrisk korrigering, samt instrumentdrift och stjärnaktivitets jitter som kan förväxlas med planetära signaler. Nutida instrument strävar efter mätningar på meter per sekund-nivå genom stabil kalibrering och moderna referenssystem.