Vitesse radiale

Chapitre 4 sur 15

Une planète et son étoile orbitent toutes deux autour de leur centre de masse commun, le barycentre. La petite orbite de l'étoile fait osciller sa lumière d'avant en arrière : la courbe de vitesse radiale. Son amplitude K donne la masse minimale de la planète, m sin i.

Modèle à partir de valeurs enregistrées

Vitesse Système

Vue de dessus, l’observateur en bas. Une étoile et sa planète orbitent autour de leur barycentre, toujours sur une même droite passant par lui, avec la même période et en opposition de phase ; le mouvement de l’étoile est exagéré et annoté. Les orbites excentriques accélèrent près du périastre (équation de Kepler). À côté, la courbe de vitesse radiale est tracée en direct et une bande de raies spectrales se décale vers le bleu et le rouge en synchronie.

Les chiffres

K = (2πG/P)^⅓ · Mp sin i / (M★ + Mp)^⅔ / √(1 − e²) (Gaudi & Winn 2007). L'orbite de l'étoile est a★ = a · Mp/(M★ + Mp) ; celle de la planète est a · M★/(M★ + Mp). Les orbites excentriques suivent l'équation de Kepler, M = E − e sin E. Les masses utilisent les valeurs nominales GM de l'IAU (Prša et al. 2016).

Grandeur	Valeur	Source
51 Peg b : K selon notre formule	56.7 m/s	exoplanet.eu P = 4,2307966 j, m sin i = 0,46 MJ, M★ = 1,03 M☉, e = 0,0069 [calc]
51 Peg b : K publié	55.77 m/s	exoplanet.eu ; environ 56 m/s
Différence	+1.6%	nos valeurs vs publiées ; le catalogue mélange des valeurs issues d’articles différents
K Jupiter–Soleil	12.5 m/s	P = 11,862 an, e = 0,049, masses nominales IAU [calc]
Barycentre Jupiter–Soleil	1,07 R☉ du centre du Soleil	juste au-dessus de la surface [calc]
K Terre–Soleil	8.9 cm/s	[calc]
Barycentre Terre–Soleil	à 449 km du centre du Soleil	profondément à l'intérieur du Soleil [calc]
pi Men c : K d’après notre formule	1.20 m/s	K stocké par exoplanet.eu = 1,21 m/s ; les valeurs de Huang et al. 2018 (4,82 M⊕) donnent 1,57 m/s [calc]
Meilleure stabilité de spectrographe	< 25 cm/s en une nuit	ESPRESSO (Pepe et al. 2021)

Pourquoi les jumelles de la Terre sont difficiles à trouver

Une jumelle de la Terre fait bouger son étoile de type solaire d’environ 9 cm/s. ESPRESSO tient mieux que 25 cm/s au cours d’une nuit et environ 50 cm/s sur plusieurs mois (Pepe et al. 2021). La surface même de l’étoile (granulation, oscillations, taches) ajoute un bruit en vitesse radiale de l’ordre du m/s (Fischer et al. 2016), supérieur au signal lui-même.

Illustration

Vitesse Bruit par point

Gros plan sur la surface d’une étoile de type solaire : les cellules de granulation montent (décalées vers le bleu) et descendent (décalées vers le rouge), avec des repères suivis. À côté, le signal de vitesse radiale d’un jumeau de la Terre, d’environ 9 centimètres par seconde sur deux ans, chaque point étant dispersé selon le niveau de bruit choisi, montrant le signal noyé dans le mouvement propre de l’étoile.

Jumelle de la Terre 9 cm/s

Nuit ESPRESSO < 25 cm/s

bruit stellaire ~1 m/s

pi Men c 1.2 m/s

Jumeau de Jupiter 12,5 m/s

51 Peg b 57 m/s

1 cm/s10 cm/s1 m/s10 m/s100 m/s

1,329 of the 8,049 planets with a stored distance in exoplanet.eu were found by radial velocity (the first method listed). Show them on the Galaxy map ›

Données réelles, sourcées

Pointez une année, ou mettez le graphique au point et utilisez les flèches.

transit
vitesse radiale
imagerie
microlentille
astrométrie
chronométrage
autre

Planètes par année de découverte, empilées selon la méthode qui les a trouvées. SetuHQ n’a pas découvert ces planètes. Source : The Extrasolar Planets Encyclopaedia (exoplanet.eu), fetched 2026-10-18.

Les nombres par année et par méthode, sous forme de tableau ›

Planètes de ce chapitre51 Peg b ›HD 80606 b ›pi Men c ›

Sources