Чем планета отличается от звезды: и почему этот вопрос важнее, чем кажется

Прямо сейчас над вашей головой есть «звезда», которая на самом деле не звезда

Выйдите вечером во двор и посмотрите на небо. Среди сотен светящихся точек несколько — не звёзды вовсе. Это планеты. И самое интересное: вы можете определить их за десять секунд, без телескопа и без приложений, зная всего один признак.

Но начнём с того, почему школьное определение, которое все помнят, на практике ничего не даёт.

Разница, которую не видно глазом, но которая определяет всё

Главное отличие звезды от планеты — не размер и не яркость, а то, что происходит внутри.

Звезда — это массивный шар из горячего газа и плазмы, состоящий преимущественно из водорода и гелия, внутри которого идут термоядерные реакции. В её ядре четыре протона поэтапно превращаются в ядро гелия-4, и разница масс переходит в чистую энергию по знаменитой формуле Эйнштейна. Именно эта реакция и заставляет звезду светиться миллиарды лет.

Планета — крупное почти сферическое тело, обращающееся вокруг звезды, в котором термоядерные реакции невозможны. У неё просто не хватает массы, чтобы «зажечься»: без колоссального давления и температуры в миллионы градусов ядра атомов не могут преодолеть отталкивание друг от друга.

Поэтому планеты видны только потому, что отражают свет своей звезды.

Цифра, после которой становится понятен масштаб разницы

Звезда, подобная Солнцу, примерно в миллиард раз ярче, чем свет, отражённый планетой на её орбите.

Именно поэтому мы легко видим звёзды, удалённые на десятки световых лет, невооружённым глазом — но не видим ни одной экзопланеты за пределами Солнечной системы даже в мощнейшие телескопы. Планета рядом со своей звездой — как светлячок на фоне прожектора.

Как отличить планету от звезды сегодня ночью

Самый популярный совет звучит так: звёзды мерцают, планеты светят ровно. И это работает — но по причине, о которой почти никто не знает.

Дело вовсе не в звёздах. Звёзды на самом деле не мерцают — мерцание создаёт атмосфера Земли.

Механизм такой: угловой размер любой звезды практически нулевой, даже в сильный телескоп она видна как точка. Пучок света от звезды в верхних слоях атмосферы остаётся тонким — как поперечник хрусталика глаза, и любая турбулентность воздуха его отклоняет или рассеивает. Отсюда дрожание и вспышки несколько раз в секунду.

А планета имеет ощутимый видимый размер — до одной угловой минуты. Её световой пучок на высоте расширяется до нескольких метров, становясь сравнимым с лучом авиационного прожектора, и турбулентность просто не в состоянии сдвинуть его целиком. Поэтому планета светит спокойно и ровно.

Почему этот приём иногда подводит

Здесь начинается самое интересное — и то, о чём обычно не пишут.

Правило «планеты не мерцают» перестаёт работать, когда планета висит низко над горизонтом: свет проходит через больший слой активно меняющегося воздуха, и планета вполне может замерцать. А при резкой смене атмосферных фронтов мерцает даже Солнце на закате — знаменитый редкий «зелёный луч» есть прямое следствие бурной турбулентности у самого горизонта.

Поэтому у опытных наблюдателей есть второй, более надёжный способ.

Приём, которым пользуются астрономы-любители

Настоящий способ найти планету — знать фигуры созвездий и замечать «лишнее» светило, которое не вписывается в рисунок.

Логика простая: все видимые глазом планеты по яркости соперничают с самыми яркими звёздами, а таких в зодиакальном поясе совсем немного. Достаточно запомнить шесть ярчайших звёзд Зодиака — Альдебаран, Кастор, Поллукс, Регул, Спика и Антарес. Любая яркая точка в зодиакальной полосе, которой там «не должно быть», — почти наверняка планета.

Кстати, само слово «планета» происходит от греческого «блуждающая звезда». Древние наблюдатели заметили ровно то же самое: пять точек, которые перемещаются на фоне неподвижного рисунка созвездий.

Полное сравнение: семь параметров, по которым различаются звёзды и планеты

Объекты, которые нарушают все правила

А теперь то, что окончательно ломает простую картину «звезда или планета».

Существуют бурые карлики — объекты, которые не являются ни звёздами, ни планетами. Их масса лежит в диапазоне от 0,013 до 0,075 массы Солнца, то есть примерно от 13 до 80 масс Юпитера.

Их особенность в том, что термоядерные реакции в них идут — но неполноценно. Температура в недрах никогда не достигает значений, нужных для превращения водорода в гелий, зато на раннем этапе жизни объект разогревается гравитационным сжатием до примерно 3 миллионов градусов, и в нём горят редкие элементы — дейтерий и литий. В итоге бурый карлик не выходит на постоянную светимость, как звезда, а постепенно сжимается и тускнеет.

Международный астрономический союз провёл границу между планетами и бурыми карликами именно по способности сжигать дейтерий — порог составляет 13 масс Юпитера. Ниже — планета. Выше — уже не совсем планета.

Ещё любопытный факт: радиусы бурых карликов сопоставимы с радиусами планет-гигантов, но масса гораздо больше — значит, и плотность, и гравитация на них колоссально выше.

Проверьте себя сегодня вечером

Вот конкретный план на ближайшую ясную ночь.

• Найдите на небе самые яркие светящиеся точки и понаблюдайте за каждой 15–20 секунд.

• Отметьте те, что светят ровно, без дрожания — это кандидаты в планеты.

• Проверьте, не находятся ли они низко над горизонтом (там правило работает хуже).

• Сверьтесь с рисунком созвездия: планета будет «лишней» точкой, не вписывающейся в фигуру.

Самое сильное впечатление начинается, когда к этому добавляется оптика: в любительский телескоп Сатурн показывает кольца, Юпитер — четыре крупнейших спутника, а Венера — фазы, как у Луны. Звезда же в любом телескопе останется точкой — и это лучшая наглядная демонстрация разницы, которую можно увидеть своими глазами.

Если хотите перейти от наблюдения точек к настоящему наблюдению планет — посмотрите подборку телескопов в каталоге ДЕВЯТАЯ ПЛАНЕТА, там есть модели и для первого опыта, и для тех, кто уже уверенно ориентируется на небе.

Что почитать дальше

Если тема захватила, вот три направления, куда двигаться:

• Планеты за пределами Солнечной системы существуют, и их уже более 8000 — но увидеть их напрямую почти невозможно. Почему — в статье «Экзопланеты-двойники Земли».

• Есть объекты, которые не светят вовсе и при этом являются самыми экстремальными во Вселенной — читайте «Чёрные дыры простыми словами».

• Не знаете, с какого телескопа начать — есть отдельный разбор «Как выбрать телескоп».