Substellärt objekt ( eng. Substellar object ), understjärna - ett astronomiskt objekt, vars massa är mindre än det minimum som krävs för att stödja kärnreaktioner vid väteförbränning (ungefär 0,08 solmassor ). Denna definition inkluderar bruna dvärgar och stjärnor av typen EF Eridani B , och kan även inkludera objekt med planetarisk massa oavsett deras bildandemekanism och förhållande till värdstjärnan. [2] [3] [4] [5]
Om vi antar att det substellära objektet har en sammansättning som liknar det solära och åtminstone massan av Jupiter (cirka 10 −3 solmassor), så kommer radien att vara jämförbar med Jupiters radie (cirka 0,1 solradie ) oavsett massan av det substellära objektet (massan av bruna dvärgar överstiger inte 75 Jupitermassor). Detta beror på att ett sådant objekts centrum vid den övre gränsen av massintervallet (under gränsen för genomförande av väteförbränning) är degenererat med en densitet på ≈10 3 g/cm 3 , men degenerationen minskar med minskande massa tills , vid en massa lika med Jupiters massa, kommer ett substellärt objekt inte att få en central densitet som är mindre än 10 g/cm 3 . Minskningen i densitet balanserar ut minskningen i massa, vilket håller radien nästan konstant. [6]
Ett substellärt objekt med en massa som är något mindre än vad som behövs för att bränna väte kan fortfarande bränna väte i dess centrum. Även om denna process skapar en del energi, är det inte tillräckligt för att övervinna objektets gravitationssammandragning . På liknande sätt, även om ett föremål med en massa större än 0,13 solmassor kan stödja kärnförbränningsreaktioner av deuterium under en tid, kommer en sådan energikälla att vara uttömd inom 10 6 - 10 8 år. Med undantag för sådana energikällor uppstår strålningen från ett isolerat substellärt objekt endast när gravitationell potentiell energi frigörs, vilket leder till avkylning och sammandragning av stjärnan. Ett substellärt objekt i omloppsbana runt en stjärna kommer att dra ihop sig långsammare när det upplever värme från stjärnan och tenderar till ett jämviktstillstånd där objektet utstrålar lika mycket energi som det tar emot från stjärnan. [7]
William McMillan föreslog 1918 en klassificering av substellära objekt i tre kategorier baserat på objektdensitet och fastillstånd: fasta, övergångs- och mörka (icke-stjärniga) gasformiga objekt. [8] Fasta föremål inkluderar jorden, mindre jordiska planeter och månar; Uranus och Neptunus (liksom mini- Neptunes och superjordar ) är i kategorin övergångsobjekt. Saturnus, Jupiter och stora gasjättar ingår i kategorin gasobjekt.