Csillag alatti objektum ( eng. Substellar object ), csillagalatti - csillagászati objektum, amelynek tömege kisebb, mint a hidrogénégés nukleáris reakcióinak fenntartásához szükséges minimum (körülbelül 0,08 naptömeg ). Ez a meghatározás magában foglalja a barna törpéket és az EF Eridani B típusú csillagokat , valamint a bolygótömegű objektumokat is , tekintet nélkül a keletkezési mechanizmusukra és a gazdacsillaghoz való viszonyukra. [2] [3] [4] [5]
Ha feltételezzük, hogy a csillag alatti objektum összetétele hasonló a Napéhoz, és legalább a Jupiter tömege (körülbelül 10–3 naptömeg), akkor a sugár a Jupiter sugarával (körülbelül 0,1 napsugár ) összehasonlítható lesz, függetlenül attól, hogy a csillag alatti objektum tömege (a barna törpék tömege nem haladja meg a 75 Jupiter tömeget). Ez azért van így, mert egy ilyen objektum középpontja a tömegintervallum felső határán (a hidrogénégetés megvalósítási határa alatt) ≈10 3 g/cm 3 sűrűséggel degenerált , de a degeneráció a tömeg csökkenésével csökken, amíg , a Jupiter tömegével egyenlő tömegnél egy csillag alatti objektum központi sűrűsége nem lesz kisebb 10 g/cm 3 -nél . A sűrűség csökkenése kiegyenlíti a tömegcsökkenést, ami a sugarat közel állandó szinten tartja. [6]
Egy csillag alatti objektum, amelynek tömege valamivel kisebb, mint amennyi a hidrogén elégetéséhez szükséges, még mindig elégetheti a hidrogént a középpontjában. Bár ez a folyamat némi energiát hoz létre, ez nem elegendő az objektum gravitációs összehúzódásának leküzdéséhez. Hasonlóképpen, bár egy 0,13 naptömegnél nagyobb tömegű objektum egy ideig képes fenntartani a deutérium nukleáris égési reakcióit, egy ilyen energiaforrás 10 6 - 10 8 év alatt kimerül . Az ilyen energiaforrások kivételével egy elszigetelt csillag alatti objektum kisugárzása csak gravitációs potenciálenergia felszabadulásakor következik be, ami a csillag lehűléséhez és összehúzódásához vezet. Egy csillag körüli pályán lévő csillag alatti objektum lassabban fog összehúzódni, ahogy hőt tapasztal a csillagból, és olyan egyensúlyi állapotba kerül, amelyben az objektum annyi energiát sugároz ki, amennyit a csillagtól kap. [7]
William McMillan 1918-ban javasolta a csillag alatti objektumok három kategóriába sorolását az objektum sűrűsége és fázisállapota alapján: szilárd, átmeneti és sötét (nem csillag) gáznemű objektumok. [8] A szilárd objektumok közé tartozik a Föld, a kisebb földi bolygók és a holdak; Az Uránusz és a Neptunusz (valamint a mini- Neptunusz és a szuperföldek ) az átmeneti objektumok kategóriájába tartoznak. A Szaturnusz, a Jupiter és a nagy gázóriások a gázobjektumok kategóriájába tartoznak.