Ableitung der binären Massenfunktion für exzentrische Umlaufbahn

Als ich Methoden zum Nachweis von Exoplaneten untersuchte, lernte ich die binäre Massenfunktion (BMF) kennen, die angewendet werden könnte, um die Radialgeschwindigkeit und die Masse zu erhalten. Ich habe BMF für eine kreisförmige Umlaufbahn abgeleitet, aber ich bekomme eine falsche Antwort, wenn es um eine exzentrische Umlaufbahn geht.

M 2 3 M T Ö T 2 = 4 π 2 G P 2 A 1 3
aus:
G M 1 M 2 A ( 1 e ) + 1 2 M 1 v 1 2 + 1 2 M 2 v 2 2 = G M 1 M 2 A ( 1 + e ) + 1 2 M 1 v 1 ' 2 + 1 2 M 2 v 2 ' 2 M 1 v 1 A 1 ( 1 e ) = M 1 v 1 ' A 1 ( 1 + e ) M 2 v 2 A 2 ( 1 e ) = M 2 v 2 ' A 2 ( 1 + e ) M 1 v 1 = M 2 v 2 A = A 1 M T Ö T M 2
Ich habe:
A 1 = 1 + e 1 e G M 2 3 M T Ö T 2 v 1 2
So:
M 2 3 M T Ö T 2 = P v 1 3 2 π G ( 1 e 1 + e ) 3 / 2 = P K 3 2 π G Sünde 3 ich ( 1 e 1 + e ) 3 / 2
Das Ergebnis von Wikipedia ist jedoch :
F = M 2 3 Sünde 3 ich M T Ö T 2 = P K 3 2 π G ( 1 e 2 ) 3 / 2

Ich frage mich, was an meiner Rechnung falsch ist ...

Hallo und willkommen bei Astronomy SE. Was genau ist hier deine Frage?
@PierrePaquette die Frage wurde schön aktualisiert; Ich glaube, es wurde nur versehentlich gepostet, bevor es fertig war.

Antworten (1)

Ich habe nach meinem Scheitern versucht, online eine detaillierte Ableitung zu finden. Schließlich fand ich es in The Exoplanet Handbook von Michael Perryman :

Tatsächlich ist K, oder die sogenannte Halbamplitude der Radialgeschwindigkeit , nicht die Spitzenradialgeschwindigkeit (die ich vorher verstanden habe), sondern eine Art Amplitude der Fluktuation der Radialgeschwindigkeit . Und es muss im 3D-Raum betrachtet werden.
sei z = Sternposition allein die Sichtlinie = R ( T ) Sünde ( ω + θ ) Sünde ich skizzieren

dann Radialgeschwindigkeit v R = z ˙ = Sünde ich [ R ˙ Sünde ( ω + θ ) + R θ ˙ cos ( ω + θ ) ] .
Andererseits haben wir:

R = A 1 ( 1 e 2 ) 1 + e cos θ cos θ = cos E e 1 e cos E E e Sünde E = 2 π P T
Wo E = E ( T ) ist die sogenannte exzentrische Anomalie .
Nach langem Rechnen erhalten wir:
v R ( T ) = 2 π A 1 P Sünde ich 1 e 2 [ e cos ω + cos ( ω + θ ( T ) ) ]
und hier erscheint K (Amplitude):
K = 2 π A 1 P Sünde ich 1 e 2

Verwenden Sie dies als Ersatz A 1 in Keplers drittem Gesetz:
M 2 3 M T Ö T 2 = 4 π 2 G P 2 A 1 3
endlich gibt es:
M 2 3 Sünde 3 ich M T Ö T 2 = P K 3 2 π G ( 1 e 2 ) 3 / 2