מהירות רדיאלית
מהירות רדיאלית של עצם ביחס לנקודת ייחוס היא קצב שינוי המרחק בין העצם ובין נקודת הייחוס. המהירות הרדיאלית היא למעשה הטלה של וקטור המהירות של העצם ביחס לנקודת הייחוס על הקו המחבר אותם. הרכיב של המהירות הניצב למהירות הרדיאלית נקרא מהירות משיקה. השימוש העיקרי במהירות רדיאלית הוא באסטרונומיה, שם העצמים הם גרמי שמים והמהירות הרדיאלית מתייחסת לשינוי במרחק שלהם אל נקודת הייחוס שהיא בדרך כלל כדור הארץ, השמש או שביל החלב.
מדידת מהירות רדיאלית
מדידת המהירות הרדיאלית של גרמי שמים נעשית בשתי צורות: מדידה אסטרומטרית מתבצעת עבור גרמי שמים שמרחקם מכדור הארץ ניתן למדידה מדויקת (למשל באמצעות היסט או מכ"ם) על ידי חישוב השינוי במרחק בין שתי נקודות זמן, ומדידה ספקטרומטרית מתבצעת על ידי מדידת ההסחה לאדום או לכחול של האור הנפלט מגרם השמים. מכיוון שלכל גרמי השמים שפולטים קרינה אלקטרומגנטית יש ספקטרום בליעה או ספקטרום פליטה הנובע מההרכב הכימי שלהם, ניתן לזהות את ההסטה של הקווים בספקטרום וממנה לחשב את המהירות הרדיאלית.
מדידה כזו מושפעת תמיד גם מהמהירות של מכשיר המדידה וצריך להביא אותה בחשבון כאשר מחשבים את המהירות הרדיאלית האמיתית של העצם הנצפה. כאשר נקודת הייחוס היא כדור הארץ צריך להתחשב במהירות התנועה של מכשיר התצפית ביחס לכדור הארץ, כמו מהירות התנועה של טלסקופ חלל סביב כדור הארץ או במהירות הסיבוב של כדור הארץ על צירו כאשר התצפית היא קרקעית, וכן בתנועת כדור הארץ סביב נקודת מרכז המסה שלו ושל הירח. כאשר נקודת הייחוס היא השמש צריך להתחשב במהירות התנועה של כדור הארץ סביב השמש וכאשר נקודת הייחוס היא שביל החלב גם במהירות התנועה של השמש סביב מרכז הגלקסיה.
שימושים של מהירות רדיאלית
באסטרונומיה משמשת מדידת המהירות הרדיאלית למספר מטרות:
מדידת המהירות הרדיאלית הממוצעת מאפשרת (יחד עם מדידת המהירות המשיקה) לזהות את כיוון התנועה של גרם השמים ומזה לחשב את מסלולו ואת יחסיו עם גרמי שמים נוספים, כך למשל, כוכבים שהיו בעבר חלק מצביר פתוח שהתפרק, נעים בקירוב באותו הכיוון וכוכבים שהיו חלק ממערכת מרובת כוכבים, שבעקבות סופרנובה הועפו מרכיביה לכיוונים שונים, נעים במסלולים שנראה שמקורם בנקודה משותפת.
מדידת המהירות הרדיאלית של גלקסיה מאפשרת להעריך את מרחקה באמצעות חוק האבל ומדידת המהירות הרדיאלית של החומר באזורים שונים של הגלקסיה מאפשרת לחשב את ההתפלגות של מהירות ההקפה של החומר בגלקסיה כפונקציה של המרחק ממרכזה, וכך ניתן לקבל מידע על התפלגות המסה בגלקסיה ולחשב את מסתה הכוללת.
מדידת השינויים במהירות הרדיאלית של גרם שמיים מאפשרת לזהות שינויים מחזוריים המצביעים על כך שגרם השמים מקיף גרם שמים אפל שלא ניתן לצפייה ישירה או מוקף על ידי גרם שמים כזה. באופן זה ניתן לזהות כוכבים כפולים וכן מערכות של כוכבי לכת.
