Главные отличия звезд от планет: чем они различаются
И звезды, и планеты — это огромные сферические небесные тела, которые, при наблюдении с Земли невооруженным глазом выглядят почти одинаково. Тем не менее, это совершенно разные объекты. Что же их отличает? Давайте узнаем!
В чем главное отличие звезд от планет?
Главное отличие заключается в том, что звезды сами производят свет и тепло — в основном благодаря термоядерным реакциям в их ядрах². Этот процесс высвобождает огромное количество энергии, включая видимый свет и другие виды электромагнитного излучения, благодаря чему мы видим звезды с огромных расстояний.
Планеты, напротив, не производят собственного видимого света, и в них не происходят термоядерные реакции. При этом они испускают тепловое инфракрасное излучение за счет внутреннего тепла. Планеты видны главным образом потому, что отражают свет своих звезд. Именно поэтому мы видим звезды невооруженным глазом, но не видим экзопланеты¹: звезда, подобная Солнцу, может быть примерно в миллиард раз ярче, чем свет, отраженный планетой на ее орбите.
¹Простыми словами, экзопланета — это планета за пределами Солнечной системы.
²Есть исключения, например белые карлики — «мертвые» звезды, которые излучают свет благодаря остаточному теплу.
Содержание
- В чем главное отличие звезд от планет?
- Может ли планета стать звездой?
- Как отличить планету от звезды на небе
- Отличия звезд от планет: главное
Отличия звезд от планет
Звезда — это массивный шар из горячего газа и плазмы, состоящий преимущественно из водорода и гелия и производящий энергию в результате термоядерных реакций. Солнце — ближайшая к Земле звезда.
Планета — это крупное естественное тело почти сферической формы, которое обращается вокруг звезды³ и доминирует на своей орбите, вытесняя из ее окрестностей все объекты сопоставимого размера. Планеты не способны производить энергию в результате термоядерных реакций с участием водорода.
³Исключение — планеты-изгои.
Помимо способности производить свет и тепло, между звездами и планетами есть и другие различия. Предпочитаете краткое наглядное объяснение? Посмотрите нашу инфографику «Отличия звезд от планет».
1. Происхождение
Звезды образуются из огромных облаков газа и пыли, которые сжимаются под действием гравитации и нагреваются, запуская ядерный синтез в недрах звезды. В ходе этого процесса ядра водорода проходят через цепочку реакций, в результате которой четыре протона превращаются в одно ядро гелия-4. При этом высвобождается огромное количество энергии, которая заставляет звезду сиять.
Планеты формируются из вещества вокруг звезды, которое не участвовало в ее образовании: частицы пыли и газа сталкиваются друг с другом и объединяются в более крупные объекты.
2. Состав
Большинство известных звезд состоит преимущественно из водорода и гелия. Среди планет встречаются каменные планеты, газовые и ледяные гиганты, а также множество промежуточных типов, обнаруженных на орбитах других звезд.
3. Орбита
Звезды не обращаются вокруг планет, а планеты обычно обращаются вокруг звезд. Однако есть исключения, например планеты-изгои, или свободнолетящие планеты. Они гравитационно не привязаны ни к одной звезде или коричневому карлику и свободно странствуют по космосу. Да, такое возможно! Существуют теории, согласно которым когда-то даже у нашего Солнца было больше планет.
Некоторые планеты стали «изгоями», когда несколько крупных планет боролись за место около одной звезды и в итоге выбросили соперников из своей системы. Другие могли сформироваться самостоятельно в результате коллапса небольших газовых облаков.
Как вы думаете, было ли когда-то в Солнечной системе больше планет?
4. Масса
Звезды всегда массивнее планет. Если газовая планета наберет массу, сопоставимую с массой звезды, она, скорее всего, станет звездой. Что касается каменных планет, ни одна известная каменная планета даже близко не приблизилась к звезде по массе.
Между планетами и звездами находятся коричневые карлики — объекты, которые часто называют «неудавшимися звездами». Они формируются так же, как и звезды, и могут обладать достаточной массой для кратковременного синтеза дейтерия (так же, как и звезды), но не способны поддерживать синтез водорода, который является источником энергии настоящих звезд. Масса коричневых карликов обычно составляет от 13 до 80 масс Юпитера. Таким образом, газовый гигант должен был бы пройти через стадию коричневого карлика, прежде чем превратиться в звезду с малой массой.
5. Диаметр
Обычно звезды крупнее планет по диаметру. Однако есть исключения, например белые карлики. Это остатки звезд, которые когда-то были похожи на Солнце, но затем погибли, сбросив внешние слои и оставив после себя только ядро. Такое ядро по размеру сопоставимо с Землей. Если до смерти звезды вокруг нее вращались планеты крупнее Земли, возможно, что некоторые из них выживут, и вы получите планету больше ее звезды.
6. Температура
Звезды невероятно горячие, тогда как температура планет сравнительно невысока. Но бывают любопытные случаи. Например, в 2017 году ученые обнаружили KELT-9b — планету с температурой «поверхности» более 4 000 °C, почти такой же высокой, как у нашего Солнца. KELT-9b настолько горячая, потому что обращается чрезвычайно близко к необычно горячей звезде спектрального класса A.
7. Атмосфера
Атмосфера звезды состоит преимущественно из горячих газов и плазмы. Атмосферы планет, напротив, различаются по составу и плотности. Например, сухая атмосфера Земли на 78% состоит из азота и на 21% — из кислорода. В атмосфере Венеры преобладает углекислый газ, а несколько процентов приходится на азот. У Марса разреженная атмосфера, состоящая в основном из углекислого газа, за которым следуют азот и аргон.
8. Пригодность для жизни
Жизнь в известной нам форме не может существовать на звездах из-за экстремальной температуры и излучения, исходящего из их ядер, а также из-за отсутствия твердой поверхности. Многие планеты тоже непригодны для жизни: на них могут быть экстремальные температуры, отсутствовать пригодный для дыхания воздух или существовать токсичные условия. Но мы сами служим живым примером того, что некоторые планеты, подобные Земле, способны поддерживать жизнь.
Задумывались ли вы когда-нибудь о том, существует ли жизнь за пределами Земли? Наша инфографика поможет вам изучить эту возможность. Узнайте больше о жизни во Вселенной с помощью наглядных иллюстраций.
9. Продолжительность существования
Планеты могут стабильно существовать в течение долгого времени, если ничто их не разрушит или не захватит. У звезд, напротив, есть четко выраженный жизненный цикл — от рождения до гибели. Продолжительность этого цикла зависит от массы звезды: чем она массивнее, тем короче ее жизнь. Например, самые массивные звезды могут погибнуть всего через несколько миллионов лет, тогда как звезда, подобная Солнцу, способна существовать около 10 млрд лет.
10. Количество во Вселенной
Во Вселенной планет больше, чем звезд. По оценкам, только в Млечном Пути общее количество планет, включая планеты-странники, превышает количество звезд в 100–100 000 раз.
Может ли планета стать звездой?
Если планете не хватает всего одного свойства, чтобы стать звездой, есть ли у нее шанс ею стать? Теоретически — да. Планета может превратиться в звезду, если наберет достаточно массы, чтобы сжаться и нагреться, запустив термоядерные реакции. Для такого гипотетического превращения планета должна состоять преимущественно из водорода. Это необходимо для термоядерного процесса, в ходе которого водород превращается в гелий.
В качестве примера возьмем Юпитер, который состоит преимущественно из водорода. Его масса равна 1,898 × 10²⁷ кг, а масса Солнца — 1,989 × 10³⁰ кг. Таким образом, Юпитер примерно в 1 000 раз менее массивен, чем Солнце. Другими словами, чтобы превратить Юпитер в звезду, подобную Солнцу, нам пришлось бы столкнуть друг с другом 1 000 Юпитеров. Не можете найти тысячу Юпитеров? Не проблема! Существуют звезды менее массивные, чем Солнце: если взять около 7,5% массы Солнца, получится красный карлик. Для этого потребуется столкнуть всего 80 Юпитеров.
Итак, гипотетически превратить планету в звезду возможно, но для этого потребовалась бы серия грандиозных столкновений. И кто знает — возможно, где-то в бескрайних просторах космоса это происходит прямо сейчас.
Как отличить планету от звезды на небе
Теперь, когда вы знаете, чем звезда отличается от планеты в космосе, пора перейти к более «земным» вопросам. С поверхности Земли звезды и планеты выглядят очень похоже. Вот несколько признаков, которые помогут их различить.
1. Проверьте, мерцает ли объект
Обычно звезды мерцают заметнее, а планеты светят более ровным светом.
Далекая звезда является точечным источником света, поэтому турбулентность земной атмосферы может быстро менять ее видимую яркость и положение. Планеты находятся достаточно близко, чтобы с помощью увеличения их можно было увидеть в виде крошечных дисков. Свет поступает из множества точек по всему диску, поэтому атмосферные колебания, как правило, усредняются.
Это лишь подсказка, а не безусловное правило. Планета низко над горизонтом может сильно мерцать, поскольку ее свет проходит через более толстый слой турбулентного воздуха. Яркая звезда высоко в небе может казаться относительно неподвижной. Узнайте больше из нашего гайда о том, почему звезды мерцают.
2. Оцените яркость
Если на небе видна Венера, она будет самой яркой точкой на небе. Ее звездная величина меняется от −3 до −4,9, тогда как звездная величина самой яркой звезды, Сириуса, равна −1,46. Однако Венера всегда остается сравнительно близко к Солнцу, поэтому появляется на вечернем или утреннем небе, а не посреди ночи.
Юпитер также исключительно ярок и часто становится самым заметным объектом, когда Венеры нет на небе. Марс около противостояния способен затмить большинство звезд, но в другое время становится намного тусклее. Меркурий тоже может быть ярким, однако всегда появляется в сумерках.
3. Ищите вблизи эклиптики
Эклиптика представляет собой видимый путь Солнца по небу. Поскольку орбиты всех планет расположены примерно в одной плоскости, на нашем небе они перемещаются практически по тем же созвездиям, что и Солнце, — по созвездиям эклиптики.
Поэтому не ожидайте увидеть планету в Большой Медведице или созвездии Единорога. Ищите планеты в созвездиях эклиптики или рядом с ними.
4. Обратите внимание на цвет
Цвет планеты может помочь определить, какой именно объект вы наблюдаете.
Венера выглядит белой, а Юпитер и Сатурн имеют желтоватый оттенок. Марс легко узнать по красноватому цвету. Меркурий обычно кажется белым или бледно-желтым, хотя различить его цвет бывает трудно, поскольку планета часто находится низко над горизонтом на светлом сумеречном небе.
Две самые далекие планеты слишком тусклые, чтобы определить их цвет невооруженным глазом. В бинокль или телескоп Уран может иметь слабый сине-зеленый оттенок. Нептун требует оптических приборов и в телескоп выглядит бледно-голубым.
5. Используйте увеличение
Если у вас есть бинокль или телескоп, рассмотрите объект внимательнее. Даже при увеличении звезды остаются точками света. Некоторые планеты, напротив, выглядят как крошечные диски и вы даже можете увидеть дополнительные детали, например фазы, кольца или спутники.
Узнайте, что можно наблюдать в бинокль, из нашей статьи «Лучшие объекты ночного неба для наблюдения в бинокль».
6. Используйте астрономическое приложение
Бесплатное приложение Star Walk 2 поможет быстро определить, на что вы смотрите — на звезду или планету. Просто достаньте телефон, наведите его на небо, и приложение развеет ваши сомнения.
Отличия звезд от планет: главное
Главное отличие звезд от планет заключается в том, что звезды производят собственный свет, а планеты отражают свет звезд, вокруг которых обращаются. Именно поэтому далекие звезды видны невооруженным глазом, а планеты за пределами Солнечной системы — нет.
При наблюдении с Земли планету можно попытаться отличить от звезды по цвету, положению на небе и мерцанию. Однако ни один из этих признаков сам по себе не является абсолютной гарантией. Проще всего определить незнакомый объект с помощью Star Walk 2: приложение покажет, что это за объект и где найти его на небе из вашего местоположения.
