Hvorfor kalles solen en “ gjennomsnittsstjerne ”?

Å beskrive solen som en gjennomsnitt stjerne er sannsynligvis mer en reaksjon mot ideen om at det er noe unikt med den. Det er tydeligvis noe for oss, siden det er stjernen vi tilfeldigvis befinner oss i bane rundt, og mye nærmere enn noen annen stjerne, og derfor har solen historisk blitt ansett som ganske unik. Men gjennom århundrene har vi oppdaget at verken solen eller jorden er sentrum av universet, at stjernene vi ser på nattehimmelen er akkurat som vår egen sol og at noen av dem er mye lysere og / eller mye større (i masse eller volum).

Så å si at solen er en gjennomsnittsstjerne er for det meste en historisk gjenstand. Det sier at vi «har oppdaget at det ikke er noe spesielt uvanlig med stjernen vår sammenlignet med noen annen stjerne i vår galakse.

Det hevdes ikke at solen er gjennomsnittlig i en bestemt matematisk forstand. Den bruker «gjennomsnitt» i følelsen av «typisk» eller «unormalt». Når det skjer, viser det seg at flertallet av stjernene faktisk er mindre og mindre lysende enn solen vår, så det er noe un-gjennomsnitt i den forstand.

Kommentarer

• Hvis fordelingen av lysstyrke og / eller størrelse følger en kraftlov eller en eksponensiell fordeling eller noe sånt, kan det fortsatt være slik at solen er gjennomsnittlig ge i matematisk forstand.
• @DavidZ Jeg sjekket et par alternativer basert på den stjernemessige innledende massefunksjonen, f.eks. masseveid gjennomsnitt, gjennomsnitt på loggskala, og det ‘ er ganske langt utenfor gjennomsnittet. Lysstyrke er … mer komplisert, som størrelse, men jeg tror ikke ‘ de hjelper heller. Jeg konkluderte raskt med at du ‘ måtte velge en slik konstruert beregning for å få solen til å komme ut » gjennomsnitt » at det ikke var ‘ t veldig meningsfylt, så jeg bestemte meg for at svaret ovenfor var i utgangspunktet riktig og bare oppstemt.
• Stjernene » vi ser » på nattehimmelen er definitivt ingenting som solen, med det merkelige unntaket. Solen er veldig underlysende i forhold til stjernene vi kan se.
• @Rob Merkelig, at ‘ er det motsatte av hva Phill sier i svaret.
• @LightnessRacesinOrbit Min ordlyd er forsiktig. Stjernene vi kan se er helt urepresentative. Du kan sammenligne plottene for (a) lyse stjerner; (b) stjerner i nærheten, i mitt svar nedenfor. Solen er ikke gjennomsnittlig i noen av dem.

Som en oppfølging av @honeste_viveres notat om HR-diagrammet lever vår sol virkelig midt i byen:

Bildet, fra Wikipedia plotter 22 000 stjerner. Når du tegner en stjernes temperatur kontra lysstyrke, de ser ut til å følge visse mønstre.

Stjernen vår ligger midt i den kjedelige hovedsekvensen .

Kommentarer

• Diagrammet ovenfor er virkelig IKKE nyttig. Det er enormt lite representativt for stjerner i et volumbegrenset utvalg. Diagrammer som det er hvorfor folk tror solen er gjennomsnittlig.
• @RobJeffries Så hvis de underrepresenterte stjernene ble lagt til, hvordan ville solen bevege seg i diagrammet?
• @hyde Sammenlign det med diagrammet i svaret mitt. Det ‘ er mer et tilfelle av at de lysende stjernene er massivt overrepresentert.
• Ja, men er ikke ‘ t Solen » i midten » ganske mye per definisjon? Lysstyrke er gitt i enheter av sol ‘ s lysstyrke, sentrert på solen. De andre er litt forskjellige, men likevel ganske sentrerte på solen, fordi det ‘ er hvordan vi bygget vekten.
• @MartinArgerami Det ‘ er ganske standard når ting distribueres, logg normalt (som mange ting er). F.eks. I dette spørsmålet er massene av stjerner logg normalt fordelt med et senter ved loggen (base10) med massen lik ca. -0,5. dvs. ikke sentrert mot solen, men nærmere enn om du adopterte en lineær akse.

Hvorfor kalles solen en» gjennomsnittlig stjerne «?

sun er en gul dverg stjerne og dvergstjerner er de vanligste i universet. Teknisk sett toppes solens spektrum i området grønt lys, men vi ser det som effektivt hvitt.

Jeg er tilbøyelig til å tenk at hvis en astronom eller fysiker fortalte deg at solen var «gjennomsnittlig», er det fordi den er en del av hovedsekvensen linjen i Hertzsprung – Russell-diagrammet (se nedenfor).

De fleste av stjernene på denne linjen er klassifisert som dvergstjerner .

… omtrent 75% av stjernene i universet er røde dverger, som skiller seg sterkt fra solen.

Jeg er ikke sikker veldig er det beste ordet. Ja, røde dverger er generelt kjøligere, mindre massive, og interiøret deres domineres av konveksjon, men bare av utseendet er ikke forskjellene så store.

Jeg har prøvd å gjøre litt r esearch og jeg har funnet ut at solen er «gjennomsnittlig» hvis du ekskluderer alle dvergstjernene fra beregningene dine.

Av hele dvergen stjerner mener du oransje , gul, rød , hvit , og brun dverger osv.? Hvis du eliminerer alle disse bortsett fra solen, ville solen være ekstremt rart.

Er det en god grunn til at dette gjøres?

Jeg er ikke sikker på hva du gjorde akkurat, men jeg tror du kan ha misforstått hva som var ment med «gjennomsnitt» (se kommentarene mine ovenfor).

Kommentarer

• Kan du avklare om gule dverger eller røde dverger faktisk er den vanligste stjernetypen i universet? Dette svaret ser ut til å si at begge typene er de vanligste.
• @ToddWilcox: 85% av alle stjerner er røde dverger . Hvis du inkluderer alle dverger , vil du ‘ inkludere oransje (K), rød (M), gul (G), hvit og brun (ikke -hoved-sekvens) stjerner. Denne større klassen overgår klassen til alle gigantiske stjerner, så når honeste_vivere sa » … og dverger er de vanligste i universet » han hadde rett. Jeg kan ‘ ikke finne en fordelingsprosent for bare gule (G) dverger.
• Se også Dvergterminologi .
• @ RossPresser Ah, jeg leser feil. Mitt sinn satte inn ordet » gul » og jeg leste » … og gule dvergstjerner er de vanligste … » som syntes å motsi 75% av begynnelsen på å være røde dverger. Bare mine aldrende øyne lyver for meg igjen. Takk for at du fikser hjernen min.

Solen er absolutt IKKE en gjennomsnittsstjerne, bortsett fra at den er på den hydrogenforbrennende hovedsekvensen, hvor $ \ sim 90 $% av stjernene i den lokale stjernepopulasjonen finnes.

En mye bedre forståelse av solens «ugjennomsnitt» oppnås ved å se på et Hertzsprung-Russell-diagram (lysstyrke kontra effektiv temperatur eller tilsvarende, absolutt størrelse versus farge) av stjerner i et volumbegrenset utvalg rundt solen. Dette er langt mer representativt for en stjernepopulasjon enn å se på en lysstyrkebegrenset prøve.

Nedenfor viser jeg volumbegrenset farge kontra absolutt størrelsesdiagram som jeg utledet (se Jeffries & Elliott 2003 – et papir som skal svare på akkurat dette spørsmålet) fra de nærmeste 1000 stjernene til solen, hentet fra Gliese & Jahreiss (1991) tredje katalog med stjerner i nærheten. Jeg har lagt til spektraltyper og viser solens plassering i et slikt diagram. Under det viser jeg et frekvenshistogram av hovedsekvensstjerner (en såkalt «lysstyrkefunksjon»), som viser hvor solen ligger i forhold til lokalbefolkningen.

Du kan se av dette at Solen er i det høyt befolkede hovedsekvensbåndet, men det er faktisk mer lysende (og mer massivt) enn 88% av stjernene i hovedsekvensen. En median stjerne i hovedsekvensen har en absolutt visuell størrelse på $ \ sim 11 $, er omtrent 100 ganger mindre lysende enn solen (300 ganger svakere når det gjelder den absolutte visuelle størrelsen) og har en masse på rundt $ 0,3M _ {\ odot} $. Faktisk er ikke til og med prøven jeg viser nedenfor fullført, og i løpet av de siste par tiårene er det nå funnet enda flere eksempler på svake stjerner og brune dverger.

Årsaken til at folk tror at solen er «gjennomsnitt» er på grunn av diagrammer som de på wikipedia-siden (som vist i svaret fra Ian Boyd). Dette samler HR-diagrammer for både lokalbefolkningen og med et størrelsesbegrenset utvalg som altfor understreker populasjonene av veldig lysende hovedsekvensstjerner og røde giganter, som faktisk er veldig sjeldne.

Sammenlign HR-diagrammet ovenfor med det nedenfor, som er konstruert ved å ta Hipparcos-parallakser for alle stjernene som kan sees med det blotte øye (de med $ V < 6 $). Solen ville være helt nederst i dette diagrammet – der er nei «typiske» (modale) stjerner som er synlige for det blotte øye.

Kommentarer

• Et annet viktig poeng er at mange av våre » astronomiske » enheter er basert på vår egen sol – 1 sollysstyrke, 1 Solmasse osv. Siden mange av disse kartene er logaritmiske, er det veldig fornuftig å sette 1 i midten, noe som gjør at Sun ser ut til å være sentrum, fordi det ‘ er det vi bygget disse grafene rundt: P
• @Luaan Hvilke temperaturenheter uttrykkes i form av solenheter?
• Jeg sa ikke ‘ t alle av dem er: D Faktisk sier jeg ‘ ikke engang di diagrammene dine setter » i midten » – heller det samme » wikicharts » du nevnte som årsak til forvirring.
• Har jeg forstått riktig: De to første diagrammene viser at solen vår har mye høyere absolutt størrelse enn nesten alle lokale stjerner? Det siste diagrammet viser at solen vår, hvis den byttet på plass med en av de lokale stjernene, knapt ville gjort listen over synlige stjerner om natten? Med andre ord gir det ingen mening å snakke om solen vår som » gjennomsnitt » om du snakker om settet med lokale stjerner eller sett med synlige stjerner om natten?
• @pentane Du ‘ har fått det. Det siste plottet viser at det kanskje er 20-30 blotte øye-stjerner (av ca 5000) som ligner på eller er mindre lysende enn solen (alfa Cen A er den lyseste). De fleste av stjernene vi ser på nattehimmelen er mye lenger borte (så vi prøver et større volum) enn stjernene i det første plottet, og MYE lysere. Solen ville ikke være synlig hvis den var lenger borte enn omtrent 20 parsec.

Som jeg nevnte i den første kommentaren under det originale spørsmålet, er Hertzsprung-Russell-diagrammet sannsynligvis det beste mål på «gjennomsnitt» hvis du bare må velge ett mål. Men siden det ser ut til å være mange flere svar og kommentarer enn jeg antok ville bli lagt ut, la meg legge til følgende bemerkninger som ser ut til å være oversett.

Når det gjelder stjernevolusjon, er hele livet historien til en stjerne kan forutsies fra bare tre parametere: dens opprinnelige masse, dens opprinnelige kjemiske sammensetning og dens opprinnelige vinkelmoment. Det er det. Så hvis du vil diskutere kvantitativt «gjennomsnitt», er det disse tre tingene du bør snakke om.

Men siden det er mange forhold, f.eks., forholdet mellom masse og lysstyrke, kan du koke hele rotet ned til Hertzsprung-Russell-diagrammet hvis du ikke trenger å være for kvantitativt.

Og jeg vil også merke det som ser ut til å være en pen allestedsnærværende tabbe i de ovennevnte kommentarene om at solen ikke er «gjennomsnittlig lysstyrke» fordi det er mange flere stjerner som er mindre lysende. Det er ganske sant, men hva det betyr er at solen ikke er >> median < < lysstyrke. For >> gjennomsnitt < <, vil du ta galaksenes totale lysstyrke og dele med $ \ sim2.5 \ times10 ^ {11} $ (#stjerner på melkaktig måte). Så, galaksens energiproduksjon er $ \ sim5 \ times10 ^ {37} \ mbox {watt} $, og sola er $ \ sim3.85 \ times10 ^ {26} \ mbox {watt} $. Ganske darn nær gjennomsnittet.

Kommentarer

• Det ‘ er ikke en » blunder » når du sier hva du gjør. Hvor fikk du din nu mber for Melkeveiens lysstyrke? Det kan ikke måles. Jeg mistenker at den blir beregnet ved hjelp av antall stjerner, en antatt massefunksjon og en masse til lysstyrke-relasjon. Så de er ikke uavhengige, og du må sørge for at de er konsistente. Det er selvfølgelig sant at lavmassestjerner dominerer tallene, men sjeldnere høymassestjerner og giganter dominerer lysstyrken. Å dele hverandre gir noe som ligner mer på solen. forts.
• Imidlertid tror jeg det tallet fortsatt er ganske mye lavere enn sollysstyrken. Stellar masse-til-lys-forhold er normalt sitert som rundt 1 i solenheter. Ettersom middelstjernen har en masse som er mye mindre enn solen, tror jeg dette betyr at den gjennomsnittlige lysstyrken er lavere med en lignende faktor.
• Den gjennomsnittlige (gjennomsnittlige) lysstyrken er faktisk omtrent like langt unna en sol lysstyrke som gjennomsnittlig (eller median) masse er fra solmassen.