恒星間物体

恒星下天体（substar）は、水素の核融合が持続できる最小質量（太陽質量の約0.08倍）よりも質量が小さい天体である。この定義には、褐色矮星やエリダヌス座EF星Bに似たかつての恒星が含まれ、また、形成メカニズムや主星との関連の有無に関わらず、惑星質量の天体も含まれることがある。^{[1] [2] [3] [4]}

恒星下天体が太陽と同程度の組成を持ち、少なくとも木星の質量（約 0.001 太陽質量）を持っていると仮定すると、恒星下天体の質量（褐色矮星は木星の 75 倍未満）にかかわらず、その半径は木星の半径（約 0.1太陽半径）に匹敵する。これは、質量の上限（水素燃焼限界のすぐ下）にある恒星下天体の中心がかなり縮退しており、密度が ≈10 ³ g/cm ^{3であるためである。しかし、この縮退は質量の減少とともに減少し、木星の質量では恒星下天体の中心密度は 10 g/cm 3}未満となる。密度の減少は質量の減少とバランスを取り、半径はほぼ一定に保たれる。^[5]

褐色矮星のような恒星下天体は、水素とヘリウムを融合させるのに十分な質量を持っていないため、恒星の寿命を制限する 通常の恒星進化を経ません。

水素の融合限界よりわずかに低い質量を持つ恒星下物体は、その中心で一時的に水素の融合反応を起こす可能性がある。これによっていくらかのエネルギーが供給されるが、物体の進行中の重力収縮を克服するには不十分である。同様に、質量が太陽質量の約0.013倍を超える物体は、しばらくの間重水素を融合する ことができるが、このエネルギー源は約100万年から1億年で枯渇する。これらの発生源を除けば、孤立した恒星下物体の放射は、重力による位置エネルギーの放出からのみ生じ、これにより物体は徐々に冷却され、収縮する。恒星の周りを周回する恒星下物体は、恒星によって暖められるため、収縮が遅くなり、恒星から受け取るエネルギーと同量のエネルギーを放出する平衡状態に向かって進化する。 ^[6]

恒星下天体は大気中に水蒸気を含むほど低温である。赤外線分光法では、恒星の周りを周回していなくても、ガス巨星サイズの恒星下天体中の水の特徴的な色を検出することができる。 ^[7]

ウィリアム・ダンカン・マクミランは1918年に、密度と相状態に基づいて恒星下天体を固体、遷移状態、暗黒（非恒星）ガスの3つのカテゴリーに分類することを提案した。^[8]固体天体には、地球、小型の地球型惑星、衛星が含まれ、天王星と海王星（および後のミニ海王星とスーパーアース惑星）は固体とガスの間の遷移天体である。土星、木星、および大型のガス巨星惑星は完全に「ガス」状態にある。

恒星下天体は恒星の伴天体である可能性があり、^[9]恒星を周回する太陽系外惑星や褐色矮星などがこれにあたります。 ^[10]木星質量の8～23倍程度の低い天体は恒星下天体と呼ばれています。^[11]

恒星を周回する天体は、質量が木星の13倍以下の場合は惑星、それ以上の場合は褐色矮星と呼ばれることが多い。[ ^12]惑星と褐色矮星の境界線にある伴星は、アンドロメダ座カッパ星の周りのもののように超木星と呼ばれている。 ^[13]ただし、質量が木星の8倍ほどの小さな天体は褐色矮星と呼ばれている。^[14]

• Chabrier と Baraffeより引用: Chabrier, Gilles; Baraffe, Isabelle (2000 年 9 月)。「低質量星と恒星下天体の理論」。Annual Review of Astronomy and Astrophysics。38 : 337–377。arXiv : astro-ph/0006383。Bibcode : 2000ARA&A..38..337C。doi :10.1146 / annurev.astro.38.1.337。S2CID 59325115  。

• ウィキメディア・コモンズの亜星天体に関連するメディア
• ケックが恒星と伴星を観測