Masa mínima

En astronomía , la masa mínima es la masa calculada de límite inferior de los objetos observados, como planetas , estrellas y sistemas binarios , [1] nebulosas , [2] y agujeros negros .

La masa mínima es una estadística ampliamente citada para los planetas extrasolares detectados por el método de velocidad radial o espectroscopia Doppler, y se determina utilizando la función de masa binaria . Este método revela los planetas midiendo los cambios en el movimiento de las estrellas en la línea de visión , por lo que generalmente se desconocen las inclinaciones orbitales reales y las masas reales de los planetas. [3] Esto es el resultado del pecado y la degeneración .

Si se puede determinar la inclinación i , la masa real se puede obtener a partir de la masa mínima calculada usando la siguiente relación:

La mayoría de las estrellas no tendrán sus planetas alineados y orientados para que se eclipsen sobre el centro de la estrella y le den al observador en la Tierra un tránsito perfecto. Es por esta razón que a menudo solo podemos extrapolar una masa mínima al ver el bamboleo de una estrella porque no conocemos la inclinación y, por lo tanto, solo podemos calcular la parte que tira de la estrella en el plano de la esfera celeste.

Para cuerpos en órbita en sistemas planetarios extrasolares , una inclinación de 0° o 180° corresponde a una órbita de frente (que no puede ser observada por la velocidad radial), mientras que una inclinación de 90° corresponde a una órbita de canto (para la cual la masa verdadera es igual a la masa mínima). [4]

Los planetas con órbitas muy inclinadas a la línea de visión desde la Tierra producen oscilaciones visibles más pequeñas y, por lo tanto, son más difíciles de detectar. Una de las ventajas del método de la velocidad radial es que la excentricidad de la órbita del planeta se puede medir directamente. Una de las principales desventajas del método de la velocidad radial es que solo puede estimar la masa mínima de un planeta ( ). Esto se llama Sin i degeneración . La distribución posterior del ángulo de inclinación i depende de la verdadera distribución de masas de los planetas. [5]

Izquierda: Una representación de una estrella orbitada por un planeta. Todo el movimiento de la estrella está a lo largo de la línea de visión del espectador; La espectroscopia Doppler dará un valor real de la masa del planeta.
Derecha : En este caso, ninguno de los movimientos de la estrella está a lo largo de la línea de visión del espectador y el método de espectroscopia Doppler no detectará el planeta en absoluto.
Una vista de la inclinación que aparecería plana sobre el plano verde desde la Tierra.
Círculo unitario: el radio tiene longitud 1. La variable t mide el ángulo denominado θ en el texto.
Animación que muestra cómo se representa gráficamente la función seno (en rojo) a partir de la coordenada y (punto rojo) de un punto en el círculo unitario (en verde) en un ángulo de θ .