Radialgeschwindigkeits-Halbamplitude

Die Halbamplitude der Radialgeschwindigkeit berechnet die genaue Gravitationsschwankung, die durch eine umlaufende Masse auf einen Wirtsstern induziert wird. Diese periodische Geschwindigkeitsverschiebung wird durch die Kepler-Mechanik und die Impulserhaltung definiert und ist wesentlich für die Begrenzung der Mindestmasse eines Exoplaneten. Die Berechnung ist streng von der Bahnneigung und -periode abhängig und zeigt die unausweichliche gegenseitige Gravitationseinwirkung, die Mehrkörper-Orbitalsystemen innewohnt.

Ein Planet umkreist nicht einfach seinen Stern — beide Körper kreisen um ihren gemeinsamen Schwerpunkt, sodass auch der Stern eine kleine Schleife beschreibt. Bewegt er sich auf uns zu, ist sein Licht blauverschoben; entfernt er sich, rotverschoben. K ist die höchste Geschwindigkeit dieses Taumelns entlang der Sichtlinie. Jupiter zieht die Sonne mit etwa 12.5 m/s, dem Tempo eines schnellen Radfahrers, die Erde nur mit 0.09 m/s.

Fast jedes astronomische Signal wird mit der Entfernung schwächer — die Helligkeit nimmt mit dem Quadrat ab. Die RV-Halbamplitude K nicht: Sie steckt in der Bahn selbst, sodass ein Stern in 10 oder 1000 Parsec Entfernung mit exakt derselben Geschwindigkeit taumelt. Die Entfernung begrenzt nur, wie viele Photonen man für das Spektrum sammeln kann. Instrumente wie ESPRESSO erreichen heute etwa 10 cm/s — sie spüren einen Stern, der über Billionen Kilometer langsamer als ein schlendernder Mensch driftet.