Warum wird die Sonne als “ durchschnittlicher Stern ” bezeichnet?

Die Sonne als durchschnittlichen Stern zu beschreiben, ist wahrscheinlich eher eine Reaktion auf die Idee, dass etwas Einzigartiges daran ist. Offensichtlich gibt es für uns, da es der Stern ist, um den wir uns gerade im Orbit befinden und der viel näher ist als jeder andere Stern, und daher wurde die Sonne historisch als ziemlich einzigartig angesehen. Aber im Laufe der Jahrhunderte haben wir entdeckt, dass weder die Sonne noch die Erde das Zentrum des Universums sind, dass die Sterne, die wir am Nachthimmel sehen, genau wie unsere eigene Sonne sind und dass einige von ihnen sind viel heller und / oder viel größer (in Masse oder Volumen).

Zu sagen, dass die Sonne ein durchschnittlicher Stern ist, ist meistens ein historisches Artefakt. Es heißt, wir haben entdeckte, dass unser Stern im Vergleich zu jedem anderen Stern in unserer Galaxie nichts besonders Ungewöhnliches ist.

Es wird nicht behauptet, dass die Sonne in einem bestimmten mathematischen Sinne durchschnittlich ist. Sie verwendet „durchschnittlich“ in der Sinn für „typisch“ oder „nicht außergewöhnlich“. Wie sich herausstellt, sind die meisten Sterne tatsächlich kleiner und weniger leuchtend als unsere Sonne, daher ist es in diesem Sinne etwas undurchschnittlich.

Kommentare

• Wenn die Verteilung von Helligkeit und / oder Größe einem Potenzgesetz oder einer Exponentialverteilung oder ähnlichem folgt, kann es immer noch vorkommen, dass die Sonne durchschnittlich ist ge im mathematischen Sinne.
• @DavidZ Ich habe einige Optionen basierend auf der stellaren Anfangsmassenfunktion überprüft, z. Massengewichteter Durchschnitt, Durchschnitt auf einer logarithmischen Skala, und ‚ ist ziemlich weit vom Durchschnitt entfernt. Die Leuchtkraft ist … komplizierter, ebenso wie die Größe, aber ich glaube nicht, dass diese auch helfen. ‚

Als Folge der Anmerkung von @honeste_vivere In Bezug auf das HR-Diagramm lebt unsere Sonne wirklich mitten in der Durchschnittsstadt:

Das Bild aus Wikipedia zeigt 22.000 Sterne. Wenn Sie die Temperatur eines Sterns gegen die Helligkeit zeichnen, Sie scheinen bestimmten Mustern zu folgen.

Unser Stern liegt genau in der Mitte der langweiligen Hauptsequenz .

Kommentare

• Das obige Diagramm ist wirklich NICHT hilfreich. Es ist massiv nicht repräsentativ für Sterne in einer volumenbegrenzten Stichprobe. Diagramme wie das sind der Grund, warum Leute denken , dass die Sonne durchschnittlich ist.
• @RobJeffries Wenn also die unterrepräsentierten Sterne hinzugefügt würden, wie würde sich die Sonne im Diagramm bewegen?
• @hyde Vergleichen Sie sie mit dem Diagramm in meiner Antwort. ‚ ist eher ein Fall, in dem die leuchtenden Sterne massiv überrepräsentiert sind.
• Ja, aber nicht ‚ t die Sonne “ in der Mitte “ so ziemlich per Definition? Die Leuchtkraft wird in Einheiten der Leuchtkraft der Sonne ‚ angegeben, die sich auf die Sonne zentriert. Die anderen sind etwas anders, aber immer noch ganz auf die Sonne ausgerichtet, denn so ‚ haben wir die Waage gebaut.
• @MartinArgerami Es ‚ ist ziemlich Standard, wenn Dinge normal protokolliert werden (wie viele Dinge auch). Z.B. In dieser Frage sind die Massen der Sterne logarithmisch normalverteilt, wobei ein Zentrum bei log (Basis 10) der Masse gleich etwa -0,5 ist. dh Nicht auf der Sonne zentriert, sondern näher als bei einer linearen Achse.

Warum wird die Sonne als“ durchschnittlicher Stern „bezeichnet?

Die Sonne ist ein gelber Zwerg Stern und Zwergsterne sind die häufigsten im Universum. Technisch gesehen erreicht das Spektrum der Sonne Spitzenwerte im Bereich des grünen Lichts, aber wir sehen es als effektiv weiß an.

Ich neige dazu Denken Sie, wenn ein Astronom oder Physiker Ihnen sagt, dass die Sonne „durchschnittlich“ ist, liegt dies daran, dass sie Teil der Hauptsequenz des Hertzsprung-Russell-Diagramms ist (siehe unten).

Die meisten Sterne in dieser Zeile sind als Zwergsterne klassifiziert.

… ungefähr 75% der Sterne im Universum sind rote Zwerge, die sich stark von der Sonne unterscheiden.

Ich bin nicht sicher stark ist das beste Wort. Ja, rote Zwerge sind im Allgemeinen kühler, weniger massiv und ihre Innenräume werden von Konvektion dominiert, aber allein vom Aussehen her sind ihre Unterschiede nicht allzu groß.

Ich habe versucht, ein bisschen r zu machen esearch und ich haben festgestellt, dass die Sonne „durchschnittlich“ ist, wenn Sie alle Zwergsterne von Ihren Berechnungen ausschließen.

Von allen Zwergen Sterne meinst du orange , gelb, rot , weiß und braune Zwerge usw.? Wenn Sie alle diese Elemente außer der Sonne eliminieren, ist die Sonne äußerst seltsam.

Gibt es einen guten Grund, warum dies getan wird?

Ich bin nicht sicher, was Sie genau getan haben, aber ich denke, Sie haben möglicherweise falsch verstanden, was mit „Durchschnitt“ gemeint war (siehe meine Kommentare oben).

Kommentare

• Können Sie klären, ob gelbe Zwerge oder rote Zwerge tatsächlich die häufigste Art von Sternen im Universum sind? Diese Antwort scheint zu sagen, dass beide Typen am häufigsten vorkommen.
• @ToddWilcox: 85% aller Sterne sind rote Zwerge . Wenn Sie jedoch alle Zwerge einschließen, ‚, einschließlich orange (K), rot (M), gelb (G), weiß und braun (nicht) Hauptreihenfolge) Sterne. Diese größere Klasse ist der Klasse aller Riesensterne weit überlegen. Wenn also honeste_vivere “ sagt … und Zwerge sind die häufigsten im Universum “ er hatte recht. Ich kann ‚ keinen Verteilungsprozentsatz für nur gelbe (G) Zwerge finden.
• Siehe auch Zwergterminologie .
• @ RossPresser Ah, ich habe die Antwort falsch verstanden. Mein Verstand fügte das Wort “ gelb “ ein und ich las “ … und gelbe Zwergsterne sind die häufigsten … „, die 75% der Anfänge als rote Zwerge zu widersprechen schienen. Nur meine alternden Augen, die mich wieder anlügen. Vielen Dank, dass Sie mein Gehirn repariert haben.

Die Sonne ist definitiv KEIN durchschnittlicher Stern, außer dass dies der Fall ist auf der Wasserstoff-brennenden Hauptsequenz, in der $ \ sim 90 $% der Sterne in der lokalen Sternpopulation gefunden werden.

Eine viel bessere Einschätzung der „Unmittelbarkeit“ der Sonne ergibt sich aus dem Schauen bei einem Hertzsprung-Russell-Diagramm (Leuchtkraft gegen effektive Temperatur oder äquivalent absolute Größe gegen Farbe) von Sternen in einer volumenbegrenzten Probe um die Sonne. Dies ist weitaus repräsentativer für eine Sternpopulation als die Betrachtung von a helligkeitsbegrenzte Probe.

Unten zeige ich das von mir abgeleitete Diagramm der volumenbegrenzten Farbe gegenüber der absoluten Größe (siehe Jeffries & Elliott 2003 – ein Artikel, der genau diese Frage beantworten soll) von den 1000 Sternen, die der Sonne am nächsten liegen, entnommen aus der Gliese & Jahreiss (1991) dritter Katalog nahegelegener Sterne. Ich habe Spektraltypen hinzugefügt und zeige den Standort der Sonne in einem solchen Diagramm. Darunter zeige ich ein Frequenzhistogramm der Hauptreihensterne (eine sogenannte „Leuchtkraftfunktion“), das zeigt, wo die Sonne in Bezug auf die lokale Bevölkerung liegt.

Sie können daran erkennen, dass sich die Sonne im dicht besiedelten Hauptsequenzband befindet, aber tatsächlich leuchtender (und massereicher) ist als 88% der Sterne in der Hauptsequenz. Ein Medianstern in der Hauptsequenz hat eine absolute visuelle Größe von $ \ sim 11 $ und ist ungefähr 100-mal weniger leuchtend als die Sonne (300-mal schwächer in Bezug auf seine absolute visuelle Größe) und hat eine Masse von etwa 0,3 Mio. USD _ {\ odot} $. Tatsächlich ist sogar das Beispiel, das ich unten zeige, nicht vollständig und in den letzten Jahrzehnten wurden noch mehr Beispiele für schwache Sterne und braune Zwerge gefunden.

Der Grund, warum die Leute denken, dass die Sonne ist „Durchschnitt“ ist auf Diagramme wie die auf der Wikipedia-Seite zurückzuführen (wie in Ian Boyds Antwort zu sehen). Dies verbindet HR-Diagramme sowohl der lokalen Bevölkerung als auch mit einer betragsbegrenzten Stichprobe , die übermäßig hervorgehoben wird die Populationen von sehr leuchtenden Hauptreihensternen und roten Riesen, die in der Tat sehr selten sind.

Vergleichen Sie das obige HR-Diagramm mit dem folgenden, das unter Verwendung von Hipparcos-Parallaxen für alle Sterne erstellt wird, die mit bloßem Auge gesehen werden können (diejenigen mit $ V < 6 $). Die Sonne wäre genau dort unten in diesem Diagramm – dort sind no „typische“ (modale) Sterne, die mit bloßem Auge sichtbar sind.

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• Ein weiterer wichtiger Punkt ist, dass viele unserer “ astronomischen “ -Einheiten auf unserer eigenen Sonne basieren – 1 Sonnenhelligkeit, 1 Sonnenmasse usw. Da viele dieser Diagramme logarithmisch sind, ist es absolut sinnvoll, 1 in die Mitte zu setzen, wodurch die Sonne als Zentrum erscheint, da ‚ das ist, was wir sind baute diese Graphen um: P
• @Luaan Welche Temperatureinheiten werden in Solareinheiten ausgedrückt?
• Ich habe ‚ nicht gesagt alle sind: D Tatsächlich sage ich ‚ nicht einmal, dass Ihre Diagramme Sun in der Mitte “ – eher dasselbe “ wikicharts “ Sie haben erwähnt, dass dies die Ursache für Verwirrung ist.
• Habe ich richtig verstanden: Die ersten beiden Diagramme zeigen, dass unsere Sonne eine viel höhere absolute Größe hat als fast alle lokalen Stars? Die letzte Grafik zeigt, dass unsere Sonne, wenn sie mit einem dieser lokalen Sterne in Position getauscht würde, die Liste der nachts sichtbaren Sterne kaum machen würde? Mit anderen Worten, es macht keinen Sinn, über unsere Sonne als “ Durchschnitt “ zu sprechen, unabhängig davon, ob Sie über die Menge der lokalen Sterne oder die Set von nachts sichtbaren Sternen?
• @pentane Sie ‚ haben es. Die letzte Darstellung zeigt, dass es vielleicht 20 bis 30 Sterne mit bloßem Auge (von etwa 5000) gibt, die der Sonne ähnlich oder weniger leuchtend sind (Alpha Cen A ist am hellsten). Die meisten Sterne, die wir am Nachthimmel sehen, sind viel weiter entfernt (wir nehmen also ein größeres Volumen auf) als die Sterne in der ersten Handlung und VIEL leuchtender. Die Sonne wäre nicht sichtbar, wenn sie weiter als etwa 20 Parsec entfernt wäre.

Wie bereits erwähnt Im ersten Kommentar unter der ursprünglichen Frage ist das Hertzsprung-Russell-Diagramm wahrscheinlich das beste Maß für den „Durchschnitt“, wenn Sie nur ein Maß auswählen müssen. Da es jedoch viel mehr zusätzliche Antworten und Kommentare zu geben scheint, als ich angenommen hatte, möchte ich die folgenden Bemerkungen hinzufügen, die übersehen worden zu sein scheinen.

In Bezug auf die Sternentwicklung das ganze Leben Die Geschichte eines Sterns kann aus nur drei Parametern vorhergesagt werden: seiner anfänglichen Masse, seiner anfänglichen chemischen Zusammensetzung und seinem anfänglichen Drehimpuls. Das ist es. Wenn Sie also quantitativ über „Durchschnitt“ sprechen möchten, sollten Sie über diese drei Dinge sprechen.

Da es jedoch viele Beziehungen gibt, z., die Masse-Leuchtkraft-Beziehung, können Sie das ganze Durcheinander auf das Hertzsprung-Russell-Diagramm reduzieren, wenn Sie nicht zu quantitativ sein müssen.

Und ich würde auch bemerken, was hübsch zu sein scheint Ein allgegenwärtiger Fehler in den obigen Bemerkungen besagt, dass die Sonne keine „t“ durchschnittliche Leuchtkraft hat, weil es viel mehr Sterne gibt, die weniger leuchtend sind. Das ist ganz richtig, aber was es bedeutet ist, dass die Sonne nicht „t >> median < < Leuchtkraft. Für >> durchschnittliche < <, Sie möchten die Gesamtleuchtkraft der Galaxie nehmen und durch $ \ sim2.5 \ times10 ^ {11} $ (#Sterne in Milchstraße) dividieren. Die Energieabgabe der Galaxie beträgt also $ \ sim5 \ times10 ^ {37} \ mbox {watts} $, und die Sonne ist $ \ sim3.85 \ times10 ^ {26} \ mbox {watts} $. Ziemlich verdammt nahe am Durchschnitt.

Kommentare

• ‚ ist kein “ Fehler “ wenn du sagst was du tust. Woher hast du deine Nu? Mitglied für die Leuchtkraft der Milchstraße? Es kann nicht gemessen werden. Ich vermute, dass es anhand der Anzahl der Sterne, einer angenommenen Massenfunktion und einer Beziehung zwischen Masse und Leuchtkraft berechnet wird. Sie sind also nicht unabhängig und Sie müssen sicherstellen, dass sie konsistent sind. Es ist natürlich wahr, dass Sterne mit geringer Masse die Zahlen dominieren, aber seltenere Sterne und Riesen mit hoher Masse dominieren die Leuchtkraft. Das Teilen durch das andere ergibt etwas, das der Sonne ähnlicher ist. Fortsetzung
• Ich denke jedoch, dass diese Zahl tatsächlich immer noch ziemlich viel niedriger ist als eine solare Leuchtkraft. Stellare Masse-zu-Licht-Verhältnisse werden normalerweise in Solareinheiten mit etwa 1 angegeben. Da der mittlere Stern eine Masse hat, die viel geringer ist als die der Sonne, bedeutet dies meiner Meinung nach, dass die mittlere Leuchtkraft um einen ähnlichen Faktor geringer ist.
• Tatsächlich ist die durchschnittliche (mittlere) Leuchtkraft ungefähr so weit von einer Sonne entfernt Die Leuchtkraft als mittlere (oder mittlere) Masse ergibt sich aus der Sonnenmasse.