Velocidad radial

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La velocidad V(t) de un objeto en la posición x(t) puede descomponerse en una componente radial V_R(t), y una transversal V_T(t), que dependen de la posición del observador.

Un planeta suficientemente masivo puede alterar la órbita de su estrella, de manera medible por medio de su velocidad radial.

La velocidad radial es la velocidad de un objeto a lo largo de la línea visual del observador. Esto es la componente de la velocidad con la que el objeto se acerca o aleja del observador, aunque no se mueva exactamente en dirección de colisión con el observador. Es perpendicular a la velocidad transversal del objeto.

[editar] Efecto Doppler

Artículo principal: Efecto Doppler

El Efecto Doppler se produce cuando una fuente de ondas (por ejemplo, luz o sonido) se acerca o aleja del observador. Entonces, la frecuencia de la onda producida por la fuente no es la misma que puede medir el observador. Este es el efecto que ocurre cuando un tren que toca su bocina pasa cerca de nosotros: antes de que pase el sonido se siente más agudo (frecuencia más alta, velocidad radial negativa) que cuando el tren ya se está alejando (frecuencia más baja, velocidad radial positiva).

[editar] Uso astronómico

En Astronomía el efecto es aprovechado comúnmente, ya que con el análisis del espectro de la luz que producen los astros, se puede determinar la velocidad radial que tienen con respecto a la Tierra.

Su cálculo se realiza, mediante el análisis de las líneas espectrales producidas por los átomos que componen el objeto observado, utilizando la siguiente fórmula:

$\ V_r = \frac{V_l \cdot (\lambda - \lambda_0)}{\lambda_0}$

donde:

$\ V_r$ es la velocidad radial medida en kilómetros por hora.
$\ V_l$ es la velocidad de la luz en kilómetros por hora.
$\ \lambda$ es la longitud de onda de la línea espectral observada, medida en alguna unidad de longitud (como metros o Angstroms). $\ \lambda_0$ es la longitud de onda de la línea espectral en reposo.

Si la velocidad radial es negativa, el objeto se acerca al observador (corrimiento al azul); mientras que si es positiva, el objeto se aleja del observador (corrimiento al rojo).

Si se estima de manera correcta el valor de la masa de la estrella, se puede obtener una medición indirecta de la masa del objeto en órbita. Un buen estimado de la masa puede ser obtenida de su magnitud aparente, la distancia a la que se encuentra y su tipo estelar. El método entrega un límite inferior para la masa del planeta, igual a:

$\ M_{inf} = M_P \cdot \cos(i)$

donde:

$\ M_{inf}$ es el límite inferior para la masa
$\ M_P$ es la masa real del planeta, e
$\ i$ , es la inclinación del plano orbital del planeta con respecto a la Tierra. Si es posible medir el valor de la inclinación, se puede calcular la masa exacta.