До середины 1990-х гг. граница между звездами и планетами представлялась вполне определенной. Наиболее массивной планетой считался Юпитер, масса которого составляет всего 0,001 M_☉, а наименьшие среди известных звезд были значительно крупнее: они имели массу около 0,1 M_☉. Однако после 1995 г. были обнаружены экзопланеты во много раз массивнее Юпитера и близкие к ним по массе мини-звезды. Это потребовало точного определения понятий «звезда» и «планета» на основе физических различий в их эволюции.

Поскольку характерным признаком звезды служат протекающие в ее недрах термоядерные реакции, именно их отсутствие было положено в основу определения планеты. Согласно Б. Р. Оппенгеймеру и др. (2000), планета — это объект, в котором за всю его историю реакции ядерного синтеза не происходят ни в каком виде. Если же на каком-либо этапе эволюции мощность термоядерного синтеза была сравнима со светимостью объекта, то он достоин называться звездой.

Расчеты показывают, что в звездах с массой менее 0,07–0,08 M_☉ температура так низка, что термоядерные реакции с участием легкого изотопа водорода (т. е. реакции pp-цикла) практически не происходят. Это критическое значение массы звезды называют границей возгорания водорода, или пределом Кумара. Единственным долговременным источником энергии менее массивных звезд служит их гравитационное сжатие. Однако в процессе этого сжатия каждая протозвезда проходит короткий этап горения дейтерия. Этот тяжелый изотоп водорода вступает в термоядерную реакцию при более низкой температуре, чем легкий водород, потому что реакция с дейтерием (²D + p → ³He + γ) происходит под действием электромагнитного, а не слабого взаимодействия. Необходимые для этой реакции условия возникают в звездах с массой более 0,013 солнечной (что всего в 14 раз больше массы Юпитера). Но содержание дейтерия в космическом газе ничтожно (0,001 %), сгорает он быстро и слабо влияет на светимость звезды; основным источником ее энергии в этот период все равно остается гравитационное сжатие.

Звезды наименьшей массы, обладающие ядерным источником энергии, очень экономно расходуют запас водорода: например, звезда с массой 0,085 M_☉ может поддерживать свою невысокую светимость (около 0,04 % от солнечной) в течение 6000 млрд лет, что в 440 раз больше нынешнего возраста Вселенной! Но коричневые карлики с массой чуть ниже предела Кумара практически лишены ядерной энергии, поэтому после быстрого сгорания дейтерия и остановки гравитационного сжатия они быстро остывают и становятся невидимыми — всего за несколько миллиардов лет. Поэтому в Галактике может быть много холодных и совершенно невидимых коричневых карликов.

ЛУЧЕВАЯ СКОРОСТЬ — проекция вектора скорости объекта на луч зрения наблюдателя; ее считают положительной, если объект удаляется от наблюдателя, и отрицательной, если приближается. Например, измеряя смещение линий в спектрах небесных тел, определяют скорость их приближения или удаления (эффект Доплера), т. е. измеряют компонент скорости, направленный по лучу зрения. Термин «лучевая скорость», как правило, используют астрономы; физики обычно называют ее «радиальной скоростью».

МЕСЯЦ — промежуток времени, близкий к периоду обращения Луны вокруг Земли. В солнечных календарях год делят на календарные месяцы разной продолжительности: в григорианском календаре год состоит из 12 месяцев продолжительностью от 28 до 31 суток, не согласованных с фазами Луны.

Синодический месяц — период смены лунных фаз, который, в частности, служит основой лунных календарей. В среднем равен 29 сут 12 час 44 мин 02,78 с = 29,5305882 сут, но меняется от 29,25 сут до 29,83 сут вследствие эллиптичности лунной орбиты.

Сидерический (т. е. звездный) месяц — промежуток времени, за который Луна совершает оборот вокруг Земли и возвращается в ту же точку небесной сферы относительно звезд; равен периоду вращения Луны (27 сут 07 час 43 мин 11,47 с = 27,321661 сут).

Тропический месяц — период возвращения Луны к той же эклиптической долготе. Это понятие практически не употребляется.

Аномалистический месяц — промежуток времени между последовательными прохождениями Луны через перигей ее орбиты (27,5546 сут).

Драконический месяц — промежуток времени между последовательными прохождениями Луны через один и тот же узел ее орбиты на эклиптике (27,2122 сут); имеет значение в теории затмений.

МОДЕЛЬ ЗВЕЗДЫ — результат теоретического расчета (как правило, численного) физических условий внутри звезды заданной массы и химического/изотопного состава. Эволюционная модель звезды демонстрирует изменение всех этих характеристик со временем. Модели звезд различаются степенью учета реальных факторов. Простейшие (одномерные) модели представляют звезду как сферически симметричный объект, физические параметры и химический состав в недрах которого изменяются только вдоль радиуса. Двумерные модели учитывают вращение звезды.

Свойства солнечного вещества, определяемые локальными значениями основных параметров. Доля водорода по массе (X) и давление (P) заимствованы у Sears, 1964; коэффициент непрозрачности (ϰ) — у Weymann, 1957; удельная (на единицу массы) скорость генерации энергии (ε) — у Гибсона, 1977.

Стандартная модель Солнца

(Bahcall J. N. et al. 1982 Rev. Mod. Phys. Vol. 54. P. 767)

Mr и Lr — масса и светимость внутри радиуса r вокруг центра звезды; T, ρ, X и ϰ — температура, плотность, массовая доля водорода и коэффициент непрозрачности на расстоянии r от центра звезды.

Возможен также учет перемешивания вещества, наличия магнитного поля, потери массы в виде звездного ветра с поверхности звезды. Трехмерные модели могут учитывать влияние внешнего источника гравитации и излучения (т. е. влияние близкой соседней звезды).

Распределение основных параметров в модели внутреннего строения современного Солнца, достигшего возраста 4,5 · 10⁹ лет. T и ρ — температура и плотность на расстоянии r от центра, M и L — масса и светимость внутри радиуса r. Начальный химический состав, практически неизменный в течение эволюции за пределами ядра (r > 0,25 R_☉), в массовых долях в этой модели составляет: H — 0,708, He — 0,272, тяжелые элементы — 0,020. Плотность и температура в центре: ρ_c = 158 г/см³ и T_c = 15,7 · 10⁶ K. Стрелки указывают расположение шкал для соответствующих параметров. (По: Sears, 1964.)

НЕБЕСНАЯ СФЕРА — воображаемая сфера произвольного радиуса, в центре которой располагается наблюдатель, внутри которой находятся все наблюдаемые небесные объекты и на поверхность которой, с точки зрения наблюдателя, они спроецированы. Небесная сфера применяется в астрономии как вспомогательная математическая поверхность для изучения взаимного расположения и движения космических объектов. Координаты объектов на небесной сфере (например, прямое восхождение и склонение) задаются путем продления линии, проведенной из центра небесной сферы через объект до пересечения с поверхностью сферы.

На небесной сфере выделяют: большие круги (их центры совпадают с центром сферы); малые круги (их центры не лежат в центре сферы); математический горизонт; зенит; надир; точки Юг, Восток, Север и Запад; полюсы мира, небесный экватор и меридиан; эклиптику; точки солнцестояний и равноденствий; суточные параллели — малые круги, параллельные экватору, которые вследствие суточного вращения Земли описывают все небесные светила на небесной сфере.

ПАРАЛЛАКС — видимое смещение более близкого объекта на фоне значительно более далеких при перемещении наблюдателя с одного конца некоторой базы на другой ее конец. Например, перемещение Земли по орбите вызывает заметный годичный параллакс у близких звезд: видимое положение звезды описывает, в общем случае, эллипс вокруг среднего положения звезды.