Un objeto subestelar , a veces llamado subestrella , es un objeto astronómico cuya masa es menor que la masa más pequeña a la que se puede sostener la fusión de hidrógeno (aproximadamente 0,08 masas solares ). Esta definición incluye enanas marrones y antiguas estrellas similares a EF Eridani B , y también puede incluir objetos de masa planetaria , independientemente de su mecanismo de formación y de si están o no asociados a una estrella primaria . [1] [2] [3] [4]
Suponiendo que un objeto subestelar tiene una composición similar a la del Sol y al menos la masa de Júpiter (aproximadamente 0,001 masas solares), su radio será comparable al de Júpiter (aproximadamente 0,1 radios solares ) independientemente de la masa del objeto subestelar (las enanas marrones tienen menos de 75 masas de Júpiter). Esto se debe a que el centro de un objeto subestelar de este tipo en el rango superior de la masa (justo debajo del límite de combustión del hidrógeno ) es bastante degenerado , con una densidad de ≈10 3 g/cm 3 , pero esta degeneración disminuye con la disminución de la masa hasta que, en la masa de Júpiter, un objeto subestelar tiene una densidad central menor a 10 g/cm 3 . La disminución de la densidad equilibra la disminución de la masa, manteniendo el radio aproximadamente constante. [5]
Los objetos subestelares, como las enanas marrones, no tienen suficiente masa para fusionar hidrógeno y helio y, por lo tanto, no experimentan la evolución estelar habitual que limita la vida de las estrellas.
Un objeto subestelar con una masa justo por debajo del límite de fusión de hidrógeno puede encender la fusión de hidrógeno temporalmente en su centro. Aunque esto proporcionará algo de energía, no será suficiente para superar la contracción gravitacional en curso del objeto . Del mismo modo, aunque un objeto con una masa superior a aproximadamente 0,013 masas solares será capaz de fusionar deuterio durante un tiempo, esta fuente de energía se agotará en aproximadamente 1-100 millones de años. Aparte de estas fuentes, la radiación de un objeto subestelar aislado proviene únicamente de la liberación de su energía potencial gravitatoria , que hace que se enfríe y se encoja gradualmente. Un objeto subestelar en órbita alrededor de una estrella se encogerá más lentamente a medida que la estrella lo mantenga caliente, evolucionando hacia un estado de equilibrio donde emite tanta energía como la que recibe de la estrella. [6]
Los objetos subestelares son lo suficientemente fríos como para tener vapor de agua en su atmósfera. La espectroscopia infrarroja puede detectar el color distintivo del agua en objetos subestelares del tamaño de gigantes gaseosos , incluso si no están en órbita alrededor de una estrella. [7]
William Duncan MacMillan propuso en 1918 la clasificación de los objetos subestelares en tres categorías en función de su densidad y estado de fase: sólidos, transicionales y gaseosos oscuros (no estelares). [8] Los objetos sólidos incluyen la Tierra, planetas terrestres más pequeños y lunas; con Urano y Neptuno (así como planetas posteriores mini-Neptuno y Supertierras ) como objetos de transición entre sólidos y gaseosos. Saturno, Júpiter y los grandes planetas gigantes gaseosos se encuentran en un estado completamente "gaseoso".
Un objeto subestelar puede ser un compañero de una estrella, [9] como un exoplaneta o una enana marrón que orbita una estrella. [10] Objetos con masas tan bajas como 8 a 23 veces la de Júpiter han sido llamados compañeros subestelares. [11]
Los objetos que orbitan alrededor de una estrella a menudo se denominan planetas por debajo de 13 masas de Júpiter y enanas marrones por encima de eso. [12] Los compañeros en ese límite planeta-enana marrón han sido llamados super-Júpiter , como el que rodea a la estrella Kappa Andromedae . [13] Sin embargo, objetos tan pequeños como 8 masas de Júpiter han sido llamados enanas marrones. [14]
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