Proč se Slunci říká “ průměrná hvězda ”?

Popis Slunce jako průměrné hvězdy je pravděpodobně spíše reakcí proti myšlence, že je na něm něco jedinečného. Je zřejmé, že tu pro nás je, protože je to hvězda, kterou jsme náhodou obíhali na oběžné dráze a mnohem blíže než kterákoli jiná hvězda, a proto bylo slunce historicky považováno za poměrně jedinečné. Ale v průběhu staletí jsme zjistili, že ani slunce ani země nejsou středem vesmíru, že hvězdy, které vidíme na noční obloze, jsou jako naše vlastní slunce a že některé z nich jsou mnohem jasnější a / nebo mnohem větší (v hmotě nebo objemu).

Takže říkat, že slunce je průměrná hvězda, je většinou historický artefakt. Říká se, že jsme zjistil, že na naší hvězdě není nic zvláštního ve srovnání s jakoukoli jinou hvězdou v naší galaxii.

Není tvrzení, že slunce je průměrné v jakémkoli konkrétním matematickém smyslu. Používá „průměr“ v smysl pro „typický“ nebo „výjimečný“. Jak se stalo, ukázalo se, že většina hvězd je ve skutečnosti menších a méně zářivých než naše slunce, takže je v tomto smyslu poněkud průměrná.

Komentáře

• Pokud se rozdělení jasu a / nebo velikosti řídí silovým zákonem nebo exponenciálním rozdělením nebo podobně, může stále platit, že slunce je avera v matematickém smyslu.
• @DavidZ Zkontroloval jsem několik možností založených na hvězdné počáteční hmotnosti, např. hmotnostně vážený průměr, průměr v logaritmickém měřítku a je to ‚ dost daleko od průměru. Světelnost je … komplikovanější, stejně jako velikost, ale nemyslím si, že by to i ‚ pomohlo. Rychle jsem dospěl k závěru, že ‚ musíte zvolit takovou vymyšlenou metriku, aby Slunce vyšlo “ průměr že to nebylo ‚ t velmi smysluplné, proto jsem se rozhodl, že výše uvedená odpověď byla v zásadě správná a pouze prohlasovaná.
• Hvězdy “ vidíme, že “ na noční obloze rozhodně není nic jako Slunce, až na tu zvláštní výjimku. Slunce je ve srovnání s hvězdami, které vidíme, nesmírně podsvícené.
• @Rob Kupodivu to je ‚ opak toho, co říká Phill ve své odpovědi.
• @LightnessRacesinOrbit Moje znění je opatrné. Hvězdy které můžeme vidět jsou zcela nereprezentativní. Můžete porovnat grafy pro (a) jasné hvězdy; (b) blízké hvězdy, v mé odpovědi níže. Slunce není průměrné ani v jednom z nich.

V návaznosti na poznámku @honeste_vivere o HR diagramu naše slunce opravdu žije uprostřed průměrného města:

Obrázek z Wikipedie vykresluje 22 000 hvězd. Když vykreslíte teplotu hvězdy vs. jas, zdá se, že následují určité vzorce.

Naše hvězda leží přímo uprostřed nudné hlavní sekvence .

Komentáře

• Výše uvedený diagram opravdu NENÍ užitečný. Je masivně nereprezentativní pro hvězdy ve vzorku s omezeným objemem. Diagramy jako jsou to, proč si lidé myslí že Slunce je průměrné.
• @RobJeffries Takže pokud by byly přidány nedostatečně zastoupené hvězdy, jak by se Slunce pohybovalo v diagramu?
• @hyde Porovnejte to s diagramem v mé odpovědi. ‚ Jde spíše o případ, kdy jsou světelné hvězdy masivně nadměrně zastoupeny.
• Ano, ale není to ‚ Slunce “ uprostřed “ podle definice? Svítivost se udává v jednotkách sluneční ‚ s svítivosti se středem na Slunci. Ostatní jsou trochu odlišní, ale stále se soustřeďují na Slunce, protože ‚ tak jsme postavili váhy.
• @MartinArgerami It ‚ je poměrně standardní, když jsou věci distribuovány, přihlaste se normálně (stejně jako spousta věcí). Např. V této otázce jsou hmotnosti hvězd logaritmicky rozloženy se středem v logu (base10) o hmotnosti rovné přibližně -0,5. tj. Není vycentrováno na Slunci, ale blíže, než kdybyste převzali lineární osu.

Proč se Slunci říká„ průměrná hvězda “?

slunce je žlutý trpaslík hvězda a trpasličí hvězdy jsou nejběžnější ve vesmíru. Technicky sluneční spektrum vrcholí v rozsahu zeleného světla, ale vidíme to efektivně bíle.

Mám sklon k přemýšlejte, pokud vám astronom nebo fyzik řekl, že slunce je „průměrné“, je to proto, že je součástí hlavní posloupnosti linie Hertzsprung – Russellova diagramu (viz níže).

Většina hvězd na tomto řádku je klasifikována jako trpasličí hvězdy .

… asi 75% hvězd ve vesmíru jsou červení trpaslíci, kteří se od slunce velmi liší.

Nejsem si jistý velmi je to nejlepší slovo. Ano, červení trpaslíci jsou obecně chladnější, méně masivní a v jejich interiérech dominuje konvekce, ale jejich vzhled sám o sobě není tak velký.

Snažil jsem se udělat trochu r esearch a já jsme zjistili, že slunce je „průměrné“, pokud z výpočtů vyloučíte všechny trpasličí hvězdy.

Tím, že všichni trpaslíci hvězdy myslíte oranžová , žlutá, červená , bílí a hnědí trpaslíci atd.? Pokud je eliminujete všechny kromě Slunce, pak by bylo slunce extrémně zvláštní.

Existuje pádný důvod, proč se to děje?

Nejsem si jistý, co jste udělali přesně, ale myslím, že jste možná nepochopili, co se míní výrazem „průměr“ (viz mé komentáře výše).

Komentáře

• Můžete objasnit, zda jsou žlutí trpaslíci nebo červení trpaslíci ve skutečnosti nejběžnějším typem hvězd ve vesmíru? Zdá se, že tato odpověď říká, že oba typy jsou nejběžnější.
• @ToddWilcox: 85% všech hvězd jsou červení trpaslíci . Pokud však zahrnete všechny trpaslíky , zahrnete ‚ oranžovou (K), červenou (M), žlutou (G), bílou a hnědou (ne -hlavní sekvence) hvězdy. Tato větší třída výrazně převyšuje třídu všech obřích hvězd, takže když honeste_vivere řekl “ … a trpaslíci jsou ve vesmíru nejběžnější “ měl pravdu. Nemohu ‚ najít procento distribuce pouze pro žluté (G) trpaslíky.
• Viz také Trpasličí terminologie .
• @RossPresser Ah, špatně jsem si přečetl odpověď. Moje mysl vložila slovo “ žlutá “ a četla jsem “ … a žluté trpasličí hvězdy jsou nejběžnější … “ které se zdály v rozporu se 75% začátků rudých trpaslíků. Jen moje stárnoucí oči mi znovu lžou. Díky za opravu mého mozku.

Slunce rozhodně NENÍ průměrnou hvězdou, kromě toho, že je na hlavní sekvenci spalování vodíku, kde se nachází $ \ sim 90 $% hvězd v místní hvězdné populaci.

Mnohem lepší zhodnocení „průměrnosti“ Slunce je získáno z pohledu na Hertzsprung-Russellově diagramu (svítivost vs. efektivní teplota nebo ekvivalentní, absolutní velikost versus barva) hvězd ve objemově omezeném vzorku kolem Slunce. To je mnohem reprezentativnější pro hvězdnou populaci než při pohledu na vzorek s omezeným jasem.

Níže zobrazuji objemově omezený diagram barev a absolutní velikosti, který jsem odvodil (viz Jeffries & Elliott 2003 – článek, který si klade za cíl odpovědět přesně na tuto otázku) od nejbližších 1000 hvězd ke Slunci, převzato z Gliese & Jahreiss (1991) třetí katalog blízkých hvězd. Přidal jsem spektrální typy a v takovém diagramu zobrazuji polohu Slunce. Pod tím zobrazuji frekvenční histogram hvězd hlavní posloupnosti (takzvaná „funkce svítivosti“), který ukazuje, kde leží Slunce vzhledem k místní populaci.

Z toho můžete vidět, že Slunce je ve vysoce osídleném pásmu hlavní sekvence, ale ve skutečnosti je jasnější (a masivnější) než 88% hvězd v hlavní sekvenci. Střední hvězda v hlavní sekvenci má absolutní vizuální velikost $ \ sim 11 $, je asi stokrát méně světelná než Slunce (300krát slabší, pokud jde o absolutní vizuální velikost) a má hmotnost kolem 0,3 mil. $ _ {\ odot} $. Ve skutečnosti ani ukázka, kterou zobrazuji níže, není úplná a za posledních několik desetiletí bylo nyní nalezeno ještě více příkladů slabých hvězd a hnědých trpaslíků.

Důvod, proč si lidé myslí, že Slunce je „průměrný“ je kvůli diagramům, jako jsou diagramy na stránce wikipedie (jak je vidět v odpovědi Iana Boyda). To spojuje HR diagramy místní populace a omezený vzorek , který příliš zdůrazňuje populace velmi zářivých hvězd hlavní sekvence a červených obrů, které jsou ve skutečnosti velmi vzácné.

Porovnejte výše uvedený HR diagram s níže uvedeným, který je sestrojen z paralaxy Hipparcos pro všechny hvězdy, které lze vidět pouhým okem (ty s $ V < 6 $). Slunce by bylo přímo ve spodní části tohoto diagramu – tam jsou žádné „typické“ (modální) hvězdy viditelné pouhým okem.

Komentáře

• Dalším důležitým bodem je, že mnoho našich “ astronomických “ jednotek je založeno na našem vlastním Slunci – 1 sluneční svítivost, 1 Solární hmota atd. Protože mnoho z těchto grafů je logaritmických, má dokonalý smysl umístit 1 do středu, díky čemuž se Slunce bude jevit jako střed, protože to ‚ je to, co my postavil tyto grafy kolem: P
• @Luaan Jaké jednotky teploty jsou vyjádřeny jako solární jednotky?
• Neřekl jsem ‚ všechny z nich jsou: D Ve skutečnosti ani ‚ ani neříkám, že vaše mapy dávají Sun “ uprostřed “ – spíše stejný “ wikicharts “ kterou jste zmínili jako příčinu zmatku.
• Rozuměl jsem správně: první dva grafy ukazují, že naše Slunce má mnohem vyšší absolutní velikost než téměř všechny místní hvězdy? Poslední graf ukazuje, že pokud by naše Slunce zaměnilo polohu s jednou z těchto místních hvězd, stěží by vytvořilo seznam hvězd viditelných v noci? Jinými slovy, nemá smysl mluvit o našem Slunci jako o “ průměrném “ ať už mluvíte o souboru místních hvězd nebo o sada nočních viditelných hvězd?
• @pentane Máte to ‚. Poslední obrázek ukazuje, že existuje asi 20–30 hvězd pouhým okem (z asi 5 000), které jsou podobné nebo méně světelné než Slunce (alfa Cen A je nejjasnější). Většina hvězd, které vidíme na noční obloze, je mnohem dále (takže odebíráme větší objem) než hvězdy v prvním grafu a mnohem jasnější. Slunce by nebylo viditelné, kdyby bylo dále než asi 20 parseků.

Jak jsem zmínil v prvním komentáři pod původní otázkou je Hertzsprung-Russellův diagram pravděpodobně jediným nejlepším měřítkem „průměru“, pokud si musíte vybrat jen jedno měřítko. Ale protože se zdá, že existuje mnohem více dalších odpovědí a komentářů, než jsem předpokládal, že budou zveřejněny, dovolte mi přidat následující poznámky, které se zdají být přehlédnuty.

Pokud jde o hvězdný vývoj, celý život historii hvězdy lze předpovědět pouze ze tří parametrů: její počáteční hmotnost, počáteční chemické složení a počáteční moment hybnosti. To je vše. Pokud tedy chcete kvantitativně diskutovat o „průměru“, měli byste o těchto třech věcech mluvit.

Ale protože existuje spousta vztahů, např., vztah hmotnosti a svítivosti, můžete celý nepořádek přivést k Hertzsprung-Russellovu diagramu, pokud nemusíte být příliš kvantitativní.

A já si také povšimnu toho, co se zdá být hezké všudypřítomná chyba ve výše uvedených poznámkách, že slunce není „průměrná svítivost“, protože existuje mnohem více hvězd, které jsou méně světelné. To je docela pravda, ale znamená to, že slunce není >> medián < < svítivost. Pro >> průměr < <, chcete odečíst celkovou svítivost galaxie a rozdělit ji na $ \ sim2.5 \ times10 ^ {11} $ (#hvězdy v mléčné dráze). Energetický výstup galaxie je tedy $ \ sim5 \ times10 ^ {37} \ mbox {watts} $ a slunce je $ \ sim3.85 \ times10 ^ {26} \ mbox {watts} $. Docela pěkně blízko průměru.

Komentáře

• To ‚ to není “ omyl “ když říkáš, co děláš. Odkud jsi vzal svou nu Mber pro svítivost Mléčné dráhy? To nelze měřit. Mám podezření, že se to počítá pomocí počtu hvězd, předpokládané funkce hmoty a vztahu hmotnosti k svítivosti. Nejsou tedy nezávislé a musíte se ujistit, že jsou konzistentní. Je samozřejmě pravda, že čísly dominují hvězdy s nízkou hmotností, ale zářivosti dominují vzácnější hvězdy a obři s vysokou hmotností. Dělením jednoho na druhého se získá něco více podobného Slunci. pokračování.
• Myslím si však, že toto číslo je ve skutečnosti stále o něco nižší než sluneční svítivost. Poměry hmoty a světla ve hvězdách se obvykle uvádějí kolem 1 v solárních jednotkách. Protože průměrná hvězda má hmotu mnohem menší než Slunce, myslím, že to znamená, že průměrná svítivost je o podobný faktor nižší.
• Ve skutečnosti je průměrná (průměrná) svítivost zhruba tak daleko od sluneční svítivost jako střední (nebo střední) hmotnost pochází ze sluneční hmoty.