Введение

История и эволюция термина «планета»

Определение термина «планета» несколько раз менялось с тех пор, как слово было придумано древними греками. Греческие астрономы использовали термин ἀστέρες πλανῆται, «блуждающие звезды», для звёздных объектов, которые, по-видимому, двигались по небу. На протяжении тысячелетий этот термин включал в себя множество различных небесных тел, от Солнца и Луны до спутников и астероидов. В современной астрономии существует два основных представления о планете. Планета может быть астрономическим телом, которое динамически доминирует в своём регионе (то есть, контролирует судьбу других, меньших тел в его окрестностях), либо определяется как находящееся в гидростатическом равновесии (стало гравитационно округлым и сжатым). Эти определения можно охарактеризовать как динамическое доминирование и геофизическое определение. Вопрос чёткого определения планеты обострился в январе 2005 года с открытием транснептунового объекта Эрида, тела, более массивного, чем самая маленькая тогда признанная планета Плутон. В августе 2006 года Международный астрономический союз (МАС), признанный астрономами международным руководящим органом, ответственным за решение вопросов номенклатуры, опубликовал своё решение по этому вопросу на встрече в Праге. Это определение, которое применяется только к Солнечной системе (хотя экзопланеты рассматривались уже в 2003 году), гласит, что планета – это тело, которое вращается вокруг Солнца, достаточно массивное, чтобы собственная гравитация придала ему сферическую форму, и «очистило свою окрестность» от меньших объектов, приближающихся к его орбите. Плутон удовлетворяет первым двум из этих критериев, но не третьему и, следовательно, не соответствует этому формальному определению планеты. Решение МАС не разрешило все споры. Хотя многие астрономы приняли его, некоторые планетологи отвергли его полностью, предлагая взамен геофизическое или аналогичное определение.

Планеты в древности

Хотя знание о планетах предшествует истории и является общим для большинства цивилизаций, слово "планета" восходит к древней Греции. Большинство греков считали, что Земля неподвижна и находится в центре Вселенной в соответствии с геоцентрической моделью, и что объекты на небе, и само небо, вращаются вокруг нее (исключением был Аристарх Самосский, который выдвинул раннюю версию гелиоцентризма). Греческие астрономы использовали термин ἀστέρες πλανῆται, "бродящие звезды", для описания тех звездных светил на небе, которые двигались в течение года, в отличие от ἀστέρες ἀπλανεῖς, "неподвижных звезд", которые оставались неподвижными относительно друг друга. Пять тел, которые в настоящее время называются "планетами", известных грекам, были видимыми невооруженным глазом: Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн. Греко-римская космология обычно считала семь планет, среди которых Солнце и Луна (как и в современной астрологии); однако, в этом вопросе есть некоторая двусмысленность, поскольку многие древние астрономы отличали пять звездных планет от Солнца и Луны. Как отметил немецкий натуралист XIX века Александр фон Гумбольдт в своей работе "Космос", из семи космических тел, которые, благодаря их постоянно меняющимся относительным положениям и расстояниям друг от друга, с давних времен отличались от "неподвижных сфер" небесных "фиксированных звезд", которые, по всей видимости, сохраняют свои относительные положения и расстояния неизменными, только пять – Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн – имеют вид звезд – "cinque stelle erranti" ("пять блуждающих звезд"), в то время как Солнце и Луна, по размеру их дисков, их важности для человека и месту, отведенному им в мифологических системах, были классифицированы отдельно. В своем "Тимее", написанном примерно в 360 году до н.э., Платон упоминает "Солнце и Луну и пять других звезд, которые называются планетами". Его ученик Аристотель в своей книге "О небесах" делает подобное различие: "Движения Солнца и Луны меньше, чем движения некоторых планет". В своей книге "Феномены", в которой в стихах излагается астрономический трактат, написанный философом Эвдоксом примерно в 350 году до н.э., поэт Аратус описывает "те пять других сфер, которые перемешиваются с [созвездиями] и колесом, бродящим по каждой стороне двенадцати фигур Зодиака". В своем "Альмагесте", написанном в II веке, Птолемей упоминает "Солнце, Луну и пять планет". Гигин прямо упоминает "пять звезд, которые многие называют блуждающими, а греки – Планетами". Маркус Манилий, латинский писатель, живший во времена Цезаря Августа, чье стихотворение "Астрономия" считается одним из главных текстов современной астрологии, говорит: "Теперь двенадцатилетка разделена на пять частей, так как так много звезд, называемых странствующими, которые с проходящей яркостью сияют на небе". Единственный взгляд на семь планет встречается в "Сновидении Сципиона" Цицерона, написанном где-то около 53 года до н.э., где дух Сципиона Африканца провозглашает: "Семь из этих сфер содержат планеты, по одной планете в каждой сфере, которые все движутся вопреки движению неба". В своей "Естественной истории", написанной в 77 году н.э., Плиний Старший упоминает "семь звезд, которые из-за их движения мы называем планетами, хотя ни одна звезда не блуждает меньше, чем они". Нонн, греческий поэт V века, говорит в своей "Дионисике": "У меня есть пророчества истории на семи скрижалях, и на скрижалях написаны имена семи планет". Более продвинутая "Theorica planetarum" представляет "теорию семи планет", в то время как инструкции к алфонсовым таблицам показывают, как "определять с помощью таблиц средние движения солнца, луны и остальных планет". В своем "Confessio Amantis", поэт XIV века Джон Гоуэр, ссылаясь на связь планет с искусством алхимии, пишет: "Of the planetes ben begonne / The gold is tilted to the Sonne / The Mone of Selver hath his part", указывая на то, что Солнце и Луна были планетами. Даже Николай Коперник, отвергавший геоцентрическую модель, был двусмысленным в отношении того, являются ли Солнце и Луна планетами. В своей "De Revolutionibus" Коперник четко отделяет "солнце, луну, планеты и звезды"; однако в своем Посвящении работы Папе Павлу III Коперник говорит о "движении солнца и луны и пяти других планет".

Земля

Когда гелиоцентрическая модель Коперника была принята вместо геоцентрической, Земля заняла место среди планет, а Солнце и Луна были переклассифицированы, что потребовало концептуальной революции в понимании природы планет. Как отметил историк науки Томас Кун в своей книге «Структура научных революций»:

«Коперники, отказывавшие Солнцу в традиционном наименовании «планета», изменяли значение слова «планета», чтобы оно продолжало проводить полезные различия в мире, где все небесные тела воспринимались иначе, чем прежде. Взглянув на Луну, обращённый в коперниканизм говорит: «Я прежде считал Луну (или видел Луну как) планету, но ошибался». Коперник косвенно упоминает Землю как планету в «De Revolutionibus», когда пишет: «Приняв таким образом движения, которые я позже припишу Земле в этой книге, долгими и упорными исследованиями я наконец обнаружил, что движения других планет связаны с обращением Земли».

Современные планеты

В 1781 году астроном Уильям Гершель, исследуя небо в поисках неуловимых звёздных параллаксов, обнаружил объект, который он первоначально принял за комету в созвездии Тельца. В отличие от звёзд, которые даже при сильном увеличении оставались лишь точками света, размер этого объекта увеличивался пропорционально увеличению мощности телескопа. Гершелю даже не пришло в голову, что этот странный объект может быть планетой; пять планет, известных человечеству с древних времён, лежали за пределами земной орбиты. Поскольку астероиды ещё не были открыты, кометы были единственными движущимися объектами, которые можно было ожидать увидеть в телескоп. Эта "комета" также находилась на огромном расстоянии, слишком большом для того, чтобы обычная комета могла быть различима. В конечном итоге её признали седьмой планетой и назвали Ураном в честь отца Сатурна. Гравитационные отклонения в наблюдаемой орбите Урана в конечном счёте привели к открытию Нептуна в 1846 году, а предполагаемые отклонения в орбите Нептуна впоследствии вызвали поиски, которые не обнаружили возмущающего объекта (позже выяснилось, что это был математический артефакт, вызванный завышенной оценкой массы Нептуна), но привели к открытию Плутона в 1930 году. Изначально считалось, что масса Плутона сопоставима с массой Земли, однако последующие наблюдения постепенно уменьшали оценку его массы, пока не стало ясно, что она составляет лишь пять сотых от массы Земли – слишком мало, чтобы оказать какое-либо влияние на орбиту Нептуна. В 1989 году аппарат "Вояджер-2" установил, что причиной этих отклонений была переоценка массы Нептуна.

Спутники

Когда Коперник поместил Землю в ряд планет, он также поместил Луну на орбиту вокруг Земли, сделав Луну первым идентифицированным естественным спутником. Открытие Галилеем четырех спутников Юпитера в 1610 году укрепило аргументы Коперника, поскольку если другие планеты могли иметь спутники, то и Земля тоже могла. Однако оставалась некоторая путаница относительно того, были ли эти объекты «планетами»; Галилей называл их «четырьмя планетами, вращающимися вокруг звезды Юпитера с неравными интервалами и периодами с удивительной быстротой». Аналогично, Кристиан Гюйгенс, открыв в 1655 году крупнейший спутник Сатурна Титан, использовал множество терминов для его описания, включая «планета» (planeta), «звезда» (stella), «луна» (luna) и «спутник» (attendant), термин, предложенный Иоганном Кеплером. Джованни Кассини, объявляя об открытии спутников Сатурна Япета и Реи в 1671 и 1672 годах, описал их как Nouvelles Planetes autour de Saturne («Новые планеты вокруг Сатурна»). Однако, когда «Journal de Scavans» сообщил об открытии Кассини двух новых спутников Сатурна (Дионы и Тефии) в 1686 году, они были названы исключительно «спутниками», хотя иногда Сатурн именовался «основной планетой». Когда Уильям Гершель объявил об открытии двух объектов на орбите вокруг Урана в 1787 году (Титании и Оберону), он назвал их «спутниками» и «вторичными планетами». Все последующие сообщения об открытиях естественных спутников использовали исключительно термин «спутник», хотя в книге 1868 года «Иллюстрированная астрономия Смита» спутники назывались «вторичными планетами».

Малые планеты

Одним из неожиданных результатов открытия Урана Уильямом Гершелем стало то, что оно, казалось, подтверждало закон Боде – математическую формулу, определяющую размер большой полуоси планетарных орбит. Астрономы считали этот "закон" случайным совпадением, но Уран оказался на расстоянии, очень близком к предсказанному. Поскольку закон Боде также предсказывал существование тела между Марсом и Юпитером, которое к тому моменту не было обнаружено, астрономы обратили внимание на этот участок пространства, надеясь на новое подтверждение. Наконец, в 1801 году астроном Джузеппе Пиацци обнаружил крошечный новый мир, Цереру, расположенный точно в предсказанной точке. Этот объект был объявлен новой планетой. Затем, в 1802 году, Генрих Олберс открыл Палладу, вторую "планету", находящуюся примерно на том же расстоянии от Солнца, что и Церера. Тот факт, что две планеты могут располагаться на одной и той же орбите, противоречил вековым представлениям. В 1804 году в аналогичной орбите была обнаружена еще одна планета – Юнона. Даже в 1828 году, после смерти Гершеля, в учебниках по науке астероиды по-прежнему причислялись к планетам.

Плутон

Долгая дорога от планетарного статуса к пересмотру, пройденная Церерой, находит отражение в истории Плутона, который вскоре после своего открытия Клайдом Томбо в 1930 году был назван планетой. Уран и Нептун были признаны планетами на основании их близких к круговым орбит, больших масс и близости к плоскости эклиптики. Ни одно из этих условий не выполнялось для Плутона – крошечного и ледяного мира в области газовых гигантов, орбита которого выводила его далеко за пределы эклиптики и даже внутрь орбиты Нептуна. В 1978 году астрономы обнаружили крупнейший спутник Плутона, Харон, что позволило им определить его массу. Оказалось, что Плутон значительно меньше, чем предполагалось ранее: всего лишь одна шестая массы Луны Земли. Однако, насколько можно было судить, он был уникален. Затем, начиная с 1992 года, астрономы стали обнаруживать множество ледяных тел за орбитой Нептуна, схожих с Плутоном по составу, размеру и характеристикам орбиты. Они пришли к выводу, что обнаружили давно предполагаемый пояс Койпера (иногда называемый поясом Эджворта-Койпера) – область ледяных тел, являющуюся источником "комет с коротким периодом" обращения, то есть комет с орбитальными периодами до 200 лет. Орбита Плутона проходила внутри этой области, что поставило под сомнение его планетарный статус. Многие ученые заключили, что крошечный Плутон следует переклассифицировать в малую планету, как это было сделано с Церерой столетие назад. Майк Браун из Калифорнийского технологического института предложил пересмотреть определение "планеты", определив ее как "любое тело в Солнечной системе, масса которого превышает суммарную массу всех остальных тел на подобной орбите". Объекты, масса которых меньше этого предела, должны были быть отнесены к малым планетам. В 1999 году Брайан Г. Марсден из Центра малых планет Гарвардского университета предложил присвоить Плутону номер 10000 в каталоге малых планет, сохранив при этом его официальный статус планеты. Перспектива "понижения в статусе" Плутона вызвала широкое общественное возмущение, в ответ на которое Международный астрономический союз заявил, что в данный момент не рассматривает вопрос об исключении Плутона из списка планет. Открытие нескольких других транснептуновых объектов, таких как Кваоар и Седна, продолжало подрывать аргументы в пользу исключительности Плутона среди транснептуновых тел. 29 июля 2005 года Майк Браун и его команда объявили об открытии транснептунового объекта, масса которого оказалась больше массы Плутона, и назвали его Эридой. Сразу после открытия объекта возникли споры о том, можно ли считать его "десятой планетой". НАСА даже опубликовало пресс-релиз, в котором описывало его именно так. Однако признание Эриды десятой планетой подразумевало определение планеты, устанавливающее для Плутона произвольный минимальный размер. Многие астрономы, считая, что определение планеты не имеет большого научного значения, предпочли сохранить исторический статус Плутона как планеты, "приняв" его в список планет по принципу давности.

Определение IAU

Открытие Эриды вынудило МАО принять определение. В октябре 2005 года группа из 19 членов МАО, которая уже работала над определением с момента открытия Седны в 2003 году, сузила свой выбор до трех вариантов, используя голосование по одобрению. Определения были следующими:

Планета – это любой объект на орбите вокруг Солнца с диаметром более 2000 км (одиннадцать голосов «за»).
Планета – это любой объект на орбите вокруг Солнца, форма которого стабильна благодаря собственной гравитации (восемь голосов «за»).
Планета – это любой объект на орбите вокруг Солнца, доминирующий в своей непосредственной окрестности (шесть голосов «за»).

Поскольку консенсус достигнут не был, комитет решил вынести эти три определения на более широкое голосование на заседании Генеральной Ассамблеи МАО в Праге в августе 2006 года. 24 августа МАО вынесла на голосование окончательный проект, который объединил элементы двух из трех предложений. По сути, он создал промежуточную классификацию между планетой и скалой (или, на новом языке, малым телом Солнечной системы), названную карликовой планетой, и отнес к ней Плутон, а также Цереру и Эриду. Голосование было принято, в нем приняли участие 424 астронома. МАО также постановила, что «планеты и карликовые планеты – это два различных класса объектов», что означает, что карликовые планеты, несмотря на свое название, не будут считаться планетами. Другие возможные карликовые планеты, такие как 2003 EL61, 2005 FY9, Седна и Кваоар, остались в неопределенном статусе до принятия официального решения об их классификации. 11 июня 2008 года исполнительный комитет МАО объявил о создании подкласса карликовых планет, включающего вышеупомянутую «новую категорию транснептуновых объектов», прототипом которой является Плутон. Этот новый класс объектов, получивший название плутоидов, включал бы Плутон, Эриду и любые другие транснептуновые карликовые планеты, но исключал Цереру. МАО решила, что наименование тех ТНО с абсолютной звездной величиной ярче +1 будет осуществляться совместными комиссиями комитетов по наименованию планет и малых планет, исходя из предположения, что они, вероятно, являются карликовыми планетами. На сегодняшний день только две другие ТНО, 2003 EL61 и 2005 FY9, соответствовали требованиям по абсолютной звездной величине, в то время как другие возможные карликовые планеты, такие как Седна, Оркус и Кваоар, были названы только комитетом по малым планетам. 11 июля 2008 года Рабочая группа по планетарной номенклатуре назвала 2005 FY9 Макемаке, а 17 сентября 2008 года – 2003 EL61 Хаумеа.

Принятие определения МАС

Среди наиболее активных сторонников принятого определения МСО - Майк Браун, открыватель Эриды; Стивен Сотер, профессор астрофизики в Американском музее естественной истории; и Нил де Грасс Тайсон, директор Планетария Хейдена. В начале 2000-х годов, когда Планетарий Хейдена проходил реконструкцию стоимостью 100 миллионов долларов, Тайсон отказался называть Плутон девятой планетой в планетарии. Он объяснил, что предпочел бы группировать планеты по их общим характеристикам, а не просто пересчитывать их. Это решение привело к тому, что Тайсон получил большое количество гневных писем, в основном от детей. В 2009 году Тайсон написал книгу, подробно описывающую исключение Плутона из числа планет. В статье, опубликованной в январском выпуске журнала Scientific American за 2007 год, Сотер сослался на то, что определение учитывает современные теории формирования и эволюции Солнечной системы: поскольку самые ранние протопланеты образовались из вращающейся пыли протопланетного диска, некоторые тела "выиграли" первоначальную конкуренцию за ограниченное вещество, и по мере роста их увеличивающаяся гравитация позволяла им накапливать больше материала, что приводило к увеличению их размеров и, в конечном итоге, к значительному превосходству над другими телами Солнечной системы. Пояс астероидов, возмущаемый гравитационным влиянием Юпитера, и пояс Койпера, объекты которого были слишком далеко друг от друга, чтобы собраться вместе до завершения начального периода формирования, оба проиграли в соревновании по аккреции. При сравнении параметров "победивших" и "проигравших" объектов контраст поразителен: если принять концепцию Сотера о том, что каждая планета занимает "орбитальную зону", то наименее гравитационно доминирующая планета, Марс, превосходит по массе всю остальную материю в своей орбитальной зоне в 5100 раз. Церера, крупнейший объект в поясе астероидов, составляет лишь треть материи на своей орбите; соотношение для Плутона еще ниже – около 7 процентов. Майк Браун утверждает, что эта колоссальная разница в гравитационном доминировании "не оставляет абсолютно никаких сомнений относительно того, какие объекты следует включать в класс планет, а какие – нет".

Продолжающиеся споры

Несмотря на заявление МАС, многие критики остаются несогласными. Некоторые считают определение произвольным и вызывающим путаницу. В частности, сторонники статуса Плутона как планеты, такие как Алан Стерн, руководитель миссии НАСА "Новые горизонты" к Плутону, распространили петицию среди астрономов с призывом изменить определение. Стерн утверждает, что поскольку за него проголосовало менее 5% астрономов, решение не отражает мнение всего астрономического сообщества. Однако даже без учета этих разногласий в определении сохраняется ряд неясностей.

Очищаем квартал

Одним из главных спорных моментов является точный смысл фразы "очистил окрестности вокруг своей орбиты". Алан Стерн возражает, что "невозможно и искусственно проводить разделительную линию между карликовыми планетами и планетами", и что, поскольку ни Земля, ни Марс, ни Юпитер, ни Нептун полностью не очистили свои области от обломков, ни один из них не может считаться планетой в соответствии с определением МАС. Майк Браун отвечает на эти утверждения, говоря, что основные планеты не просто не очистили свои орбиты, а полностью контролируют орбиты других тел в пределах своей орбитальной зоны. Юпитер может сосуществовать с большим количеством небольших тел на своей орбите (троянские астероиды), но эти тела существуют только на орбите Юпитера, поскольку находятся под влиянием огромной гравитации планеты. Аналогично, Плутон может пересекать орбиту Нептуна, но Нептун давно "зафиксировал" Плутон и его сопутствующие объекты пояса Койпера, называемые плутино, в резонансе 3:2, то есть они совершают два оборота вокруг Солнца на каждые три оборота Нептуна. Орбиты этих объектов полностью определяются гравитацией Нептуна, и, следовательно, Нептун является гравитационно доминирующим. Расчет основан на массе звезды-хозяина, массе тела и периоде его обращения. Тело с массой, равной массе Земли, на орбите вокруг звезды с массой Солнца очищает свою орбиту на расстоянии до 400 астрономических единиц от звезды. Тело с массой, равной массе Марса, на орбите Плутона очищает свою орбиту. Эта метрика, оставляющая Плутон карликовой планетой, применима как к Солнечной системе, так и к экзопланетным системам. Однако Браун отмечает, что если бы критерий "очистки окрестностей" был отменен, число планет в Солнечной системе могло бы возрасти с восьми до более чем 50, и потенциально можно было бы обнаружить еще сотни. Тем не менее, не существует четкой точки, в которой можно утверждать, что объект достиг гидростатического равновесия. Как отметил Сотер в своей статье, "как нам количественно оценить степень округлости, которая отличает планету? Считается ли, что гравитация доминирует в теле, если его форма отклоняется от сфероида на 10 или 1 процент? Природа не предоставляет незанятого промежутка между округлыми и неокруглыми формами, поэтому любая граница будет произвольным выбором". Тепловая энергия, возникающая в результате гравитационного коллапса, ударов, приливных сил, таких как орбитальные резонансы, или радиоактивного распада, также влияет на то, будет ли объект иметь эллипсоидальную форму или нет; ледяная луна Сатурна Мимас имеет эллипсоидальную форму (хотя и не находится в гидростатическом равновесии), но более крупная луна Нептуна Протей, имеющая аналогичный состав, но более холодная из-за большего расстояния от Солнца, имеет неправильную форму. Кроме того, гораздо более крупный Япет имеет эллипсоидальную форму, но его размеры не соответствуют ожидаемым для его текущей скорости вращения, что указывает на то, что он когда-то находился в гидростатическом равновесии, но больше не находится в нем, и то же самое верно для Луны Земли. Даже Меркурий, общепризнанная планета, не находится в гидростатическом равновесии. Таким образом, определение МАС не воспринимается буквально даже самой МАС, поскольку оно включает Меркурий в список планет; его требование о гидростатическом равновесии на практике игнорируется в пользу требования об округлости.

Двойные планеты и луны

Определение специально исключает спутники из категории карликовых планет, хотя оно не дает прямого определения термину "спутник". Многие луны, даже те, которые не вращаются непосредственно вокруг Солнца, часто обладают признаками, общими с настоящими планетами. В Солнечной системе насчитывается 20 лун, достаточно массивных для достижения гидростатического равновесия (так называемые луны планетарной массы); если бы учитывались только физические параметры, они были бы классифицированы как планеты. Луна Юпитера Ганимед и луна Сатурна Титан больше Меркурия, причём у Титана даже есть значительная атмосфера, более плотная, чем у Земли. Луны, такие как Ио и Тритон, демонстрируют явную и продолжающуюся геологическую активность, а у Ганимеда есть магнитное поле. Подобно тому, как звезды, обращающиеся вокруг других звезд, по-прежнему называются звездами, некоторые астрономы утверждают, что объекты, обращающиеся вокруг планет и обладающие всеми их характеристиками, также могли бы называться планетами. Фактически, Майк Браун делает именно такое утверждение в своем подробном анализе этого вопроса, говоря:

Экзопланеты и коричневые карлики

Открытие экзопланет, или объектов размером с планеты вокруг других звезд (такие планеты в планетарных системах, включая множественные планетарные системы по состоянию на данный момент), расширило дебаты о природе планетарности неожиданным образом, начиная с 1992 года. Многие из этих планет имеют значительные размеры, приближаясь к массе небольших звезд, в то время как многие недавно открытые коричневые карлики, наоборот, достаточно малы, чтобы рассматриваться как планеты. Существенное различие между звездой с малой массой и газовым гигантом не является четким; помимо размера и относительной температуры, немногое отличает газовый гигант, такой как Юпитер, от его звезды-хозяина. Оба имеют схожий общий состав: водород и гелий, с незначительными количествами более тяжелых элементов в их атмосферах. Общепринятое различие заключается в процессе формирования: считается, что звезды формируются "сверху вниз" из газов в туманности в результате гравитационного коллапса и, следовательно, состоят почти полностью из водорода и гелия, в то время как планеты, как считается, формируются "снизу вверх" путем аккреции пыли и газа на орбите вокруг молодой звезды и, следовательно, должны иметь ядра из силикатов или льдов. Пока неясно, обладают ли газовые гиганты такими ядрами, хотя миссия "Юнона" к Юпитеру может прояснить этот вопрос. Если газовый гигант действительно может формироваться как звезда, то возникает вопрос, следует ли считать такой объект обращающейся вокруг звезды малой массы, а не планетой. Традиционно определяющей характеристикой звезды является способность объекта к термоядерному синтезу водорода в ядре. Однако такие объекты, как коричневые карлики, всегда бросали вызов этому разграничению. Они слишком малы для поддержания устойчивого синтеза водорода-1 и получили звездный статус благодаря своей способности к синтезу дейтерия. Однако из-за относительной редкости этого изотопа этот процесс длится лишь небольшую часть жизни звезды, и, следовательно, большинство коричневых карликов прекратили синтез задолго до своего обнаружения. Двойные звезды и другие множественные звездные системы распространены, и многие коричневые карлики вращаются вокруг других звезд. Следовательно, поскольку они не производят энергию посредством синтеза, их можно описать как планеты. Астроном Адам Берроуз из Университета Аризоны утверждает, что "с теоретической точки зрения, независимо от способов их формирования, экзопланеты-гиганты и коричневые карлики по сути одинаковы". Берроуз также утверждает, что такие звездные остатки, как белые карлики, не следует считать звездами, что означает, что обращающийся белый карлик, такой как Сириус B, можно рассматривать как планету. Однако, текущая общепринятая точка зрения среди астрономов заключается в том, что любой объект, достаточно массивный для поддержания термоядерного синтеза в течение своей жизни и не являющийся черной дырой, следует считать звездой. Неопределенность не ограничивается коричневыми карликами. Мария Роза Сапатеро Осорио и др. обнаружили множество объектов в молодых звездных скоплениях с массами ниже необходимой для поддержания синтеза любого типа (в настоящее время оценивается примерно в 13 масс Юпитера). Они были описаны как "свободно плавающие планеты", поскольку современные теории формирования Солнечной системы предполагают, что планеты могут быть выброшены из своих звездных систем, если их орбиты становятся нестабильными. Однако также возможно, что эти "свободно плавающие планеты" могли сформироваться таким же образом, как и звезды. В 2003 году рабочая группа МАС выпустила позиционное заявление для установления рабочего определения экзопланеты и коричневого карлика. На сегодняшний день это единственное руководство, предлагаемое МАС по этому вопросу. Комитет МАС по определению планеты 2006 года не пытался оспорить его или включить в свое определение, утверждая, что вопрос определения планеты уже сложен для решения без учета экзопланет. Это рабочее определение было изменено Комиссией F2 МАС: Экзопланеты и Солнечная система в августе 2018 года. Официальное рабочее определение экзопланеты теперь выглядит следующим образом:

МАС отметила, что это определение, вероятно, будет развиваться по мере накопления знаний. Это определение делает местоположение, а не формирование или состав, определяющей характеристикой планетарности. Свободно плавающий объект с массой менее 13 масс Юпитера является "субкоричневым карликом", в то время как такой же объект на орбите вокруг звезды, осуществляющей синтез, является планетой, даже если во всех остальных отношениях два объекта могут быть идентичными. Кроме того, в 2010 году статья, опубликованная Берроузом, Дэвидом С. Шпигелем и Джоном А. Милсомом, поставила под сомнение критерий в 13 масс Юпитера, показав, что коричневый карлик с металличностью в три раза превышающей солнечную, может осуществлять синтез дейтерия при массе всего 11 масс Юпитера. По состоянию на 2011 год Энциклопедия экзопланет включала объекты с массой до 25 масс Юпитера, заявив: "Тот факт, что в наблюдаемом спектре масс нет каких-либо особенностей, подтверждает выбор отказа от этого ограничения по массе". По состоянию на 2016 год это ограничение было увеличено до 60 масс Юпитера на основе исследования взаимосвязей между массой и плотностью. База данных экзопланет включает объекты с массой до 24 масс Юпитера с предупреждением: "Разграничение в 13 масс Юпитера, установленное рабочей группой МАС, физически не обосновано для планет с каменистыми ядрами и проблематично с точки зрения наблюдательной неопределенности sin i". Архив экзопланет НАСА включает объекты с массой (или минимальной массой), равной или меньшей 30 масс Юпитера. Другим критерием для разделения планет и коричневых карликов, помимо синтеза дейтерия, процесса формирования или местоположения, является то, доминирует ли давление в ядре кулоновское давление или давление вырождения электронов. Одно исследование предполагает, что объекты с массой выше формируются посредством гравитационной нестабильности, а не аккреции ядра, и, следовательно, не должны рассматриваться как планеты. Исследование 2016 года не выявило заметных различий между газовыми гигантами и коричневыми карликами в тенденциях зависимости массы от радиуса: примерно от массы одной Сатурна до (начала синтеза водорода) радиус остается примерно постоянным при увеличении массы, и при пересечении этого порога не происходит явных изменений. По этой мере коричневые карлики больше похожи на планеты, чем на звезды.

Звездные объекты с планетарной массой

Неоднозначность, присущая определению МАС, была подчеркнута в декабре 2005 года, когда космический телескоп Spitzer наблюдал Cha 110913 773444 (выше), объект, масса которого всего в восемь раз превышает массу Юпитера, и у которого, по-видимому, формируется собственная планетная система. Если бы этот объект был обнаружен на орбите вокруг другой звезды, он был бы классифицирован как планета. В сентябре 2006 года космический телескоп Хаббл зафиксировал CHXR 73 b (слева) – объект, вращающийся вокруг молодой звезды-компаньона на расстоянии около 200 а.е. С массой в 12 масс Юпитера, CHXR 73 b лишь немного не достигает порога для начала ядерного синтеза дейтерия и, следовательно, технически является планетой; однако, его значительное расстояние от родительской звезды указывает на то, что он не мог сформироваться внутри протопланетного диска малой звезды и, вероятно, образовался, подобно звездам, в результате гравитационного коллапса. В 2012 году Филипп Делорм из Института планетологии и астрофизики Гренобля во Франции объявил об открытии CFBDSIR 2149 0403 – свободно движущегося объекта массой 4–7 масс Юпитера, который, вероятно, входит в состав движущейся группы AB Doradus, находящейся на расстоянии менее 100 световых лет от Земли. Несмотря на схожесть спектра с коричневым карликом спектрального класса T, Делорм предполагает, что это может быть планета. В октябре 2013 года астрономы под руководством доктора Майкла Лю из Гавайского университета обнаружили PSO J318.5 22 – одиночный свободно плавающий L-карлик, масса которого оценивается примерно в 6,5 масс Юпитера, что делает его наименее массивным субкоричневым карликом, обнаруженным на сегодняшний день. В 2019 году астрономы из обсерватории Калар-Альто в Испании идентифицировали GJ3512b – газовый гигант, масса которого составляет около половины массы Юпитера, вращающийся вокруг красного карлика GJ3512 с периодом обращения в 204 дня. Вероятность формирования такого крупного газового гиганта вокруг такой малой звезды на столь удаленной орбите путем аккреции невелика, и более вероятно, что он образовался в результате фрагментации диска, подобно звезде.

Семантика

Наконец, с чисто лингвистической точки зрения, существует дихотомия, которую создала МАС (Международный астрономический союз) между «планетой» и «карликовой планетой». Термин «карликовая планета» содержит два слова, существительное (планета) и прилагательное (карлик). Таким образом, термин может подразумевать, что карликовая планета является типом планеты, хотя МАС явно определяет карликовую планету как не являющуюся таковой. Следовательно, «карликовая планета» и «малая планета» лучше всего рассматривать как сложные существительные. Бенджамин Циммер из Language Log резюмировал путаницу: «Тот факт, что МАС хотела бы, чтобы мы рассматривали карликовые планеты как отличные от «настоящих» планет, объединяет лексическую единицу «карликовая планета» с такими курьезами, как «вельшский кролик» (на самом деле это не кролик) и «яички Скалистых гор» (на самом деле это не устрицы)». Как отметила Дава Собель, историк и популяризатор науки, участвовавшая в первоначальном решении МАС в октябре 2006 года, в интервью Национальному общественному радио: «Карликовая планета – это не планета, и в астрономии есть карликовые звезды, которые являются звездами, и карликовые галактики, которые являются галактиками, так что это термин, который никто не может полюбить, – карликовая планета». Майк Браун отметил в интервью Смитсоновскому институту, что «Большинство людей в группе, занимающейся динамикой, на самом деле не хотели слова «карликовая планета», но это было навязано сторонниками Плутона. Так что вы остаетесь с этим абсурдным грузом – карликовые планеты, которые не являются планетами». Напротив, астроном Роберт Камминг из Стокгольмской обсерватории отмечает, что «название «малая планета» [было] в течение очень долгого времени более или менее синонимом «астероида». Поэтому мне кажется совершенно безумным жаловаться на какую-либо двусмысленность или риск путаницы с введением «карликовой планеты». В 2002 году, в сотрудничестве с динамистом Гарольдом Левисоном, Стерн написал: «Мы определяем «überпланету» как планетарное тело на орбите вокруг звезды, которое достаточно динамически важно, чтобы очистить окружающие планетозимали, а «unterпланету» – как тело, которое не смогло этого сделать», а через несколько абзацев далее: «Наша Солнечная система явно содержит 8 «überпланет» и гораздо большее количество «unterпланет», крупнейшими из которых являются Плутон и Церера». Хотя это может показаться противоречащим возражениям Стерна, Стерн отметил в интервью Смитсоновскому институту авиации и космоса, что, в отличие от определения МАС, его определение все еще позволяет «unterпланетам» быть планетами: «Я думаю, что с динамической точки зрения есть планеты, которые действительно важны для архитектуры Солнечной системы, а есть те, которые не важны. Обе – планеты. Как можно иметь влажные и сухие планеты, или планеты, на которых есть жизнь, и планеты, на которых нет жизни, так же можно иметь динамически важные и динамически неважные планеты».