Formas propuestas actualmente para distinguir entre un planeta realmente grande y una estrella realmente pequeña

El artículo de The Next Big Future Rogue Exoplanet 12.7 veces más grande que Júpiter está a 20 años luz de distancia

Los astrónomos que utilizan el Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) de la Fundación Nacional de Ciencias han realizado la primera detección por radiotelescopio de un objeto de masa planetaria más allá de nuestro Sistema Solar. Encontraron un planeta rebelde de 12,7 veces la masa de Júpiter a veinte años luz de la Tierra.

Está en el límite de los objetos jovianos y las estrellas enanas marrones.

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El año pasado, un equipo independiente de científicos descubrió que SIMP J01365663+0933473 formaba parte de un grupo de estrellas muy joven. Su corta edad significaba que, de hecho, era mucho menos masivo que podría ser un planeta flotante, solo 12,7 veces más masivo que Júpiter, con un radio 1,22 veces mayor que el de Júpiter. Con 200 millones de años y 20 años luz de la Tierra, el objeto tiene una temperatura superficial de unos 825 grados Celsius, o más de 1500 grados Fahrenheit. En comparación, la temperatura de la superficie del Sol es de unos 5.500 grados centígrados.

La diferencia entre un planeta gigante gaseoso y una enana marrón sigue siendo objeto de acalorados debates entre los astrónomos , pero una regla general que utilizan los astrónomos es la masa por debajo de la cual cesa la fusión del deuterio, conocida como el "límite de combustión del deuterio", alrededor de 13 masas de Júpiter.

En el espíritu de

y la reclasificación relativamente reciente de Plutón como un planeta enano y no como un planeta propiamente dicho, me gustaría preguntar cuáles son las formas que actualmente se proponen y se consideran para distinguir entre un planeta realmente grande y una estrella realmente pequeña.

¿La "regla general" propuesta en la cita en bloque es la principal contendiente o hay otras definiciones que reciben una cantidad similar de apoyo?

@RobJeffries sí, y has hecho un gran trabajo al responder aquí y allá. ¡Gracias!

Respuestas (2)

La línea divisoria entre la estrella y la enana marrón es la masa en la que se produce la fusión de hidrógeno a través de la cadena pp en su núcleo. Una enana marrón por debajo de este límite de masa nunca alcanzará un equilibrio sostenible debido a esta reacción y continuará enfriándose a medida que envejezca. Una estrella llegará a la secuencia principal de larga vida.

La línea divisoria entre el planeta y la enana marrón está mucho menos definida. Algunos quieren que la definición esté basada en la masa, y hay una línea divisoria basada en la masa en aproximadamente 13 masas de Júpiter entre las enanas marrones que fusionan deuterio en sus interiores (lo que proporciona solo una breve pausa en su enfriamiento) y los "planetas" que no lo hacen. no.

Otros argumentan que cualquier definición de planeta debería basarse en si se formaron alrededor de una estrella, pero esto es problemático, porque tales objetos pueden entonces romperse o escapar y tampoco está claro dónde una enana marrón binaria se convierte en una estrella más un planeta.

La razón por la que algunos hacen campaña por una definición diferente es que la composición y estructura de un planeta formado alrededor de una estrella podría ser diferente a la de un planeta que colapsa a partir de una pequeña nube de gas. De acuerdo con el "modelo de acreción del núcleo" para la formación de gigantes gaseosos, el núcleo de un planeta de este tipo consistiría en hielo sólido o material rocoso, mientras que sería gas hasta el fondo en una versión menos masiva de una enana marrón. Sin embargo, las aguas se enturbian aún más por las ideas de que los planetas grandes también pueden formarse por colapso directo en el disco de un sistema planetario en formación.

Su punto sobre la ubicación de la formación es importante. Es difícil ver una buena razón por la que un objeto por lo demás idéntico que se formó en el espacio profundo sea diferente de manera importante de uno que se formó en órbita a partir de una protoestrella y luego fue expulsado al espacio profundo.
@MarkOlson Editaré para proporcionar una respuesta.
Creo que esta es una mejor respuesta a mi pregunta "Formas propuestas actualmente..." que su excelente respuesta a una pregunta relacionada, ya que ha enumerado claramente dos formas que se proponen actualmente. Esta es una gran respuesta a mi pregunta, ¡gracias!
@MarkOlson y, por supuesto, una definición que requiere saber algo que no siempre se puede conocer ("¿de dónde diablos salió esto?") es menos útil en la práctica que una que no lo hace.

Como en cada uno de los otros casos que mencionas, al dividir planetas realmente grandes de estrellas realmente pequeñas, estás dibujando una línea brillante a través de una gama continua de objetos. Cada vez que haga eso, obtendrá un desacuerdo legítimo y razonable, porque diferentes personas con diferentes propósitos verán un lugar diferente para trazar la línea (en última instancia, arbitraria) como más útil.

(Énfasis: esto no quiere decir que trazar tales líneas sea un negocio inútil. Los seres humanos necesitan categorías para pensar con claridad y comunicarse de manera productiva. Necesitamos esas subdivisiones. Simplemente no siempre estamos de acuerdo exactamente en lo que deberían ser).

En cuanto a las estrellas frente a los planetas, hay básicamente dos dimensiones a considerar: la masa y la metalicidad. Si observa los cuerpos que no son más que H y He primordiales, a medida que desciende en masa en algún punto, lee una masa donde el H no se encendió y en una masa aún más baja, llega a un punto donde el D no se encendió. encender En cuerpos menos masivos que eso, nunca tuvo lugar una fusión. Dado que la fusión (y la alta temperatura resultante y la emisión de radiación) es la característica sobresaliente de las estrellas, es muy natural decir que "las estrellas son cuerpos masivos que sufrieron fusión en algún momento de su vida; los planetas son aquellos que nunca lo hicieron".

Si estudias las teorías de la formación de estrellas y planetas, verás que la ignición depende casi por completo de la masa del objeto. A menos que la masa sea lo suficientemente grande, no se dan las condiciones para la fusión. (Estamos hablando de objetos naturales que se condensan a partir de nebulosas aquí; se podrían construir masas de fusión más pequeñas con suficiente esfuerzo).

Cuando agregas la segunda dimensión de la metalicidad (básicamente, la cantidad de elementos más pesados ​​que Él están presentes), descubres que no hace una gran diferencia. No parece haber una forma natural para que los planetas lleguen a la masa de ignición sin ser mayoritariamente H y He, y estos planetas se comportan casi como si no tuvieran elementos más pesados.

Entonces, si bien hemos encontrado una serie de objetos que van desde guijarros hasta supergigantes azul-blancos, la temperatura de ignición del deuterio es para la mayoría de las personas un lugar útil para usar como límite entre categorías.

Tenga en cuenta que esto no siempre va a ser correcto. Podemos, por ejemplo, imaginar objetos que son muy antiguos y tienen deuterio fundido, pero cuyas superficies se han enfriado hasta el punto de ser sólidos y están hechos de hielo. Esta sería una estrella según la definición anterior, pero sería mucho más como un planeta para cualquier persona interesada en estudiar su superficie. (¡Sin embargo, hay un poco de alta gravedad para visitar!) Aquí, la línea divisoria de fusión D estaría mal elegida, y sería mejor una línea divisoria basada en la naturaleza de la superficie, tal vez dividiendo cuerpos grandes en el espacio en categorías con superficies que son sólidos o líquidos de aquellos con superficies que son gaseosas.

También tenga en cuenta que estar caliente y radiante no es una buena línea divisoria, ya que el calor de formación (la energía gravitatoria liberada durante la formación) hace que todos los objetos masivos comiencen a calentarse.

La fusión D no es el criterio para una estrella y no es una línea divisoria entre estrellas y planetas.
@Rob: Incluí Brown Dwarfs en la categoría de estrellas. Son el resultado de trazar otra línea bastante arbitraria a lo largo del continuo. Mi punto principal era enfatizar la inutilidad esencial o discutir demasiado sobre categorías (sin caer en el error opuesto de decir que las categorías no tienen sentido). Pero tienes razón en que dividir los cuerpos en planetas+enanas marrones+estrellas también es útil.