espectroscopia Doppler
La espectroscopia Doppler (también conocida como el método de velocidad radial , o coloquialmente, el método de oscilación ) es un método indirecto para encontrar planetas extrasolares y enanas marrones a partir de mediciones de velocidad radial a través de la observación de cambios Doppler en el espectro de la estrella madre del planeta . .
Se descubrieron 880 planetas extrasolares (alrededor del 21,0% del total) mediante espectroscopia Doppler, hasta febrero de 2020. [1]
Otto Struve propuso en 1952 el uso de potentes espectrógrafos para detectar planetas distantes. Describió cómo un planeta muy grande, tan grande como Júpiter , por ejemplo, haría que su estrella madre se tambaleara ligeramente mientras los dos objetos orbitan alrededor de su centro de masa. [2] Predijo que los pequeños desplazamientos Doppler de la luz emitida por la estrella, causados por su velocidad radial continuamente variable, serían detectables por los espectrógrafos más sensibles como pequeños desplazamientos hacia el rojo y hacia el azul en la emisión de la estrella. Sin embargo, la tecnología de la época producía mediciones de velocidad radial con errores de 1.000 m/s o más, lo que las hacía inútiles para la detección de planetas en órbita.[3] Los cambios esperados en la velocidad radial son muy pequeños: Júpiter hace que el Sol cambie la velocidad en aproximadamente 12,4 m/s durante un período de 12 años, y el efecto de la Tierra es de solo 0,1 m/s durante un período de 1 año. por lo que se requieren observaciones a largo plazo con instrumentos de muy alta resolución . [3] [4]
Los avances en la tecnología de los espectrómetros y las técnicas de observación en las décadas de 1980 y 1990 produjeron instrumentos capaces de detectar el primero de muchos nuevos planetas extrasolares. El espectrógrafo ELODIE , instalado en el Observatorio de Haute-Provence en el sur de Francia en 1993, podía medir cambios de velocidad radial tan bajos como 7 m/s, lo suficientemente bajo como para que un observador extraterrestre detectara la influencia de Júpiter en el Sol. [5] Con este instrumento, los astrónomos Michel Mayor y Didier Queloz identificaron 51 Pegasi b , un " Júpiter caliente " en la constelación de Pegaso. [6] Aunque previamente se habían detectado planetas orbitando púlsares, 51 Pegasi b fue el primer planeta encontrado orbitando una estrella de secuencia principal , y el primero detectado mediante espectroscopia Doppler.
En noviembre de 1995, los científicos publicaron sus hallazgos en la revista Nature ; desde entonces, el artículo ha sido citado más de 1.000 veces. Desde esa fecha, se han identificado más de 700 candidatos a exoplanetas, y la mayoría han sido detectados por programas de búsqueda Doppler basados en los observatorios Keck , Lick y Anglo-Australian (respectivamente, las búsquedas de planetas de California, Carnegie y Anglo-Australian) y equipos basado en la búsqueda de planetas extrasolares de Ginebra . [7]
A principios de la década de 2000, una segunda generación de espectrógrafos de búsqueda de planetas permitió mediciones mucho más precisas. El espectrógrafo HARPS , instalado en el Observatorio La Silla en Chile en 2003, puede identificar cambios de velocidad radial tan pequeños como 0,3 m/s, suficiente para localizar muchos planetas rocosos similares a la Tierra. [8] Se espera que una tercera generación de espectrógrafos entre en funcionamiento en 2017. Con errores de medición estimados por debajo de 0,1 m/s, estos nuevos instrumentos permitirían a un observador extraterrestre detectar incluso la Tierra. [9]
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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.