Semi-amplitude de vitesse radiale

La semi-amplitude de la vitesse radiale calcule l'oscillation gravitationnelle précise induite sur une étoile hôte par une masse en orbite. Défini par la mécanique képlérienne et la conservation de la quantité de mouvement, ce changement de vitesse périodique est essentiel pour contraindre la masse minimale d'une exoplanète. Le calcul dépend strictement de l’inclinaison et de la période orbitales, démontrant l’influence gravitationnelle mutuelle inévitable inhérente aux systèmes orbitaux multi-corps.

Une planète n'orbite pas simplement autour de son étoile : les deux corps tournent autour de leur centre de masse commun, si bien que l'étoile décrit elle aussi une petite boucle. Lorsqu'elle s'approche de nous, sa lumière est décalée vers le bleu ; lorsqu'elle s'éloigne, vers le rouge. K est la vitesse maximale de cette oscillation le long de la ligne de visée. Jupiter fait osciller le Soleil à environ 12.5 m/s, l'allure d'un cycliste rapide, la Terre à seulement 0.09 m/s.

Presque tout signal astronomique s'affaiblit avec la distance : l'éclat décroît comme son carré. La demi-amplitude de vitesse radiale K, non : elle est inscrite dans l'orbite elle-même, si bien qu'une étoile à 10 ou 1000 parsecs oscille exactement à la même vitesse. La distance ne limite que le nombre de photons collectés pour le spectre. Des instruments comme ESPRESSO atteignent aujourd'hui environ 10 cm/s, détectant une étoile qui dérive plus lentement qu'un humain en promenade, à des milliers de milliards de kilomètres.