径向速度

15 个章节,每章都是附物理原理和出处的动画讲解。每幅图都说明自己是示意图、基于存储数值的模型还是真实数据,以及夸张了多少。只有凌星一章讲的是 SetuHQ 自己做的事。

第 4 章,共 15 章

视向速度

行星及其恒星都绕它们共同的质心(即质量中心)运动。恒星的小轨道使其光谱来回移动:这就是视向速度曲线。其振幅 K 给出行星的最小质量 m sin i。

基于存储数值的模型
俯视图,观测者位于底部。一颗恒星及其行星绕共同质心运动,二者始终位于穿过质心的一条直线上,周期相同、相位相反;恒星的运动经过夸大并已标注。偏心轨道在近星点附近加速(开普勒方程)。旁边实时绘制视向速度曲线,一条光谱谱线带随之同步蓝移和红移。

数据

K = (2πG/P)^⅓ · Mp sin i / (M★ + Mp)^⅔ / √(1 − e²)(Gaudi & Winn 2007)。恒星的轨道为 a★ = a · Mp/(M★ + Mp);行星的轨道为 a · M★/(M★ + Mp)。偏心轨道遵循 Kepler 方程 M = E − e sin E。质量采用 IAU 标称 GM 值(Prša et al. 2016)。

量数值出处
51 Peg b:由我们的公式得到的 K56.7 m/sexoplanet.eu P = 4.2307966 d,m sin i = 0.46 MJ,M★ = 1.03 M☉,e = 0.0069 [calc]
51 Peg b:已发表的 K55.77 m/sexoplanet.eu;约 56 m/s
差值+1.6%我们的值与已发表值对比;星表混合了来自不同论文的数值
木星–太阳 K12.5 m/sP = 11.862 年,e = 0.049,IAU 名义质量 [calc]
木星–太阳质心距太阳中心 1.07 R☉紧贴表面之外 [calc]
地球–太阳 K8.9 cm/s[计算值]
地球–太阳质心距太阳中心 449 km位于太阳内部深处 [calc]
pi Men c:由我们的公式得到的 K1.20 m/sexoplanet.eu 存储的 K = 1.21 m/s;Huang 等人 2018 的数值(4.82 M⊕)给出 1.57 m/s [calc]
最佳光谱仪稳定性< 25 cm/s(一夜内)ESPRESSO (Pepe et al. 2021)

为何类地孪生行星难以探测

一颗地球孪生行星使其类太阳恒星移动约 9 cm/s。ESPRESSO 在一夜之内的稳定性优于 25 cm/s,数月内约为 50 cm/s(Pepe et al. 2021)。恒星自身表面(米粒组织、振荡、黑子)带来 m/s 量级的视向速度噪声(Fischer et al. 2016),大于信号本身。

示意图
类太阳恒星表面特写:米粒组织单元上升(蓝移)和下沉(红移),并带有跟踪标记。旁边是一颗地球孪生行星约 9 厘米每秒的径向速度信号,时间跨度两年,每个点按所选噪声水平散布,显示该信号淹没在恒星自身的运动中。

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 ›

05001,0001,5002,0001990200020102020真实数据,附出处

指向某一年,或聚焦图表后使用方向键。

  • 凌星
  • 视向速度
  • 直接成像
  • 微引力透镜
  • 天体测量
  • 计时
  • 其他

按发现年份统计的行星,按找到它们的方法堆叠。 这些行星不是 SetuHQ 发现的。 出处:The Extrasolar Planets Encyclopaedia (exoplanet.eu), fetched 2026-10-18。

按年份和方法统计的数量表 ›

出处

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