Waarom wordt de zon een “ gemiddelde ster ” genoemd?

Het beschrijven van de zon als een gemiddelde ster is waarschijnlijk meer een reactie op het idee dat er iets unieks aan is. Het is duidelijk dat er voor ons is, aangezien het de ster is waar we omheen draaien, en veel dichter bij dan welke andere ster dan ook, en daarom werd de zon historisch gezien als vrij uniek beschouwd. Maar door de eeuwen heen hebben we ontdekt dat noch de zon, noch de aarde het centrum van het universum is, dat de sterren die we aan de nachtelijke hemel zien, net als onze eigen zon zijn, en dat sommige van hen zijn veel helderder en / of veel groter (in massa of volume).

Dus zeggen dat de zon een gemiddelde ster is, is meestal een historisch artefact. Het is zeggen dat we ontdekte dat er niets bijzonders aan onze ster is in vergelijking met enige andere ster in onze melkweg.

Er wordt niet beweerd dat de zon gemiddeld is in een bepaalde wiskundige zin. Ze gebruikt gemiddeld in de gevoel van “typisch” of “onopvallend”. Het blijkt namelijk dat de meeste sterren in feite kleiner en minder lichtgevend zijn dan onze zon, dus in die zin is het enigszins ongemiddeld.

Opmerkingen

• Als de verdeling van helderheid en / of grootte een machtswet of een exponentiële verdeling of iets dergelijks volgt, kan het nog steeds zo zijn dat de zon gemiddeld is ge in wiskundige zin.
• @DavidZ Ik heb een aantal opties gecontroleerd op basis van de stellaire initiële massa-functie, bijv. massa gewogen gemiddelde, gemiddelde op een logaritmische schaal, en ‘ ligt vrij ver van het gemiddelde. Helderheid is … gecompliceerder, net als de grootte, maar ik denk niet dat ‘ die helpen. Ik kwam snel tot de conclusie dat je ‘ zon gekunstelde statistiek moest kiezen om de zon ” gemiddeld dat het niet ‘ t erg zinvol was, dus ik besloot dat het bovenstaande antwoord in wezen correct was en alleen maar upvoot.
• De sterren ” we zien ” aan de nachtelijke hemel absoluut niets lijken op de zon, met een vreemde uitzondering. De zon is enorm onderbelicht vergeleken met de sterren die we kunnen zien.
• @Rob Vreemd genoeg is ‘ het tegenovergestelde van wat Phill zegt in zijn antwoord.
• @LightnessRacesinOrbit Mijn formulering is zorgvuldig. De sterren die we kunnen zien zijn totaal niet representatief. U kunt de grafieken voor (a) heldere sterren vergelijken; (b) nabije sterren, in mijn antwoord hieronder. De zon is in geen van beide gemiddeld.

Als vervolg op de opmerking van @honeste_vivere ” over het HR-diagram, onze zon leeft echt in het midden van een gemiddelde stad:

De afbeelding van Wikipedia geeft 22.000 sterren weer. Wanneer je de temperatuur van een ster versus de helderheid uitzet, ze lijken bepaalde patronen te volgen.

Onze ster ligt precies in het midden van de saaie hoofdreeks .

Reacties

• Het bovenstaande diagram is echt NIET nuttig. Het is enorm niet representatief voor sterren in een monster met beperkte volumes. Diagrammen zoals de zijn waarom mensen denken dat de zon gemiddeld is.
• @RobJeffries Dus als de ondervertegenwoordigde sterren zouden worden toegevoegd, hoe zou de zon dan bewegen in het diagram?
• @hyde Vergelijk het met het diagram in mijn antwoord. Het ‘ is meer een geval waarin de lichtgevende sterren enorm oververtegenwoordigd zijn.
• Ja, maar is niet ‘ t de zon ” in het midden ” vrijwel per definitie? Helderheid wordt gegeven in eenheden van de helderheid van de zon ‘ s, gecentreerd op de zon. De andere zijn een beetje anders, maar nog steeds vrij gecentreerd op de zon, omdat ‘ is hoe we de weegschaal hebben gebouwd.
• @MartinArgerami It ‘ is redelijk standaard als dingen normaal worden gedistribueerd (zoals veel dingen zijn). Bijv. In deze vraag zijn de massas van sterren log normaal verdeeld met een middelpunt op log (basis 10) van massa gelijk aan ongeveer -0,5. dwz niet gecentreerd op de zon, maar dichterbij dan wanneer u een lineaire as zou gebruiken.

Waarom wordt de zon een” gemiddelde ster “genoemd?

De sun is een gele dwerg ster en dwergsterren zijn de meest voorkomende in het universum. Technisch gezien piekt het spectrum van de zon in het bereik van groen licht, maar we beschouwen het als effectief wit.

Ik ben geneigd om denk dat als een astronoom of natuurkundige je vertelde dat de zon gemiddeld was, dat komt omdat het deel uitmaakt van de hoofdreeks -lijn van het Hertzsprung-Russell-diagram (zie hieronder).

De meeste sterren op deze regel zijn geclassificeerd als dwergsterren .

… ongeveer 75% van de sterren in het universum zijn rode dwergen, die sterk verschillen van de zon.

Ik weet het niet zeker sterk is het beste woord. Ja, rode dwergen zijn over het algemeen koeler, minder massief en hun interieur wordt gedomineerd door convectie, maar door hun uiterlijk alleen zijn hun verschillen niet zo groot.

Ik heb geprobeerd een beetje r te doen esearch en ik “hebben ontdekt dat de zon” gemiddeld “is als je alle dwergsterren uitsluit van je berekeningen.

Door alle dwergen sterren bedoel je oranje , geel, rood , wit , en bruine dwergen, enz.? Als je deze allemaal elimineert, behalve de zon, dan zou de zon buitengewoon vreemd zijn.

Is er een goede reden waarom dit wordt gedaan?

Ik weet niet zeker wat je precies hebt gedaan, maar ik denk dat je misschien verkeerd hebt begrepen wat werd bedoeld met “gemiddeld” (zie mijn opmerkingen hierboven).

Reacties

• Kun je duidelijk maken of gele dwergen of rode dwergen eigenlijk het meest voorkomende type ster in het universum zijn? Dit antwoord lijkt te zeggen dat beide typen het meest voorkomen.
• @ToddWilcox: 85% van alle sterren zijn rode dwergen . Als u echter alle dwergen opneemt, neemt u ‘ ook oranje (K), rood (M), geel (G), wit en bruin (niet -hoofdreeks) sterren. Deze grotere klasse overtreft aanzienlijk de klasse van alle reuzensterren, dus toen honeste_vivere zei ” … en dwergen zijn de meest voorkomende in het universum ” hij had gelijk. Ik kan ‘ geen distributiepercentage vinden voor alleen gele (G) dwergen.
• Zie ook Dwergterminologie .
• @RossPresser Ah, ik heb het antwoord verkeerd gelezen. Mijn geest voegde het woord ” geel ” toe en ik las ” … en gele dwergsterren zijn de meest voorkomende … ” wat in tegenspraak leek te zijn met 75% van de beginnende dwergen. Alleen mijn ouder wordende ogen liegen weer tegen me. Bedankt dat je mijn hersens hebt hersteld.

De zon is beslist GEEN gemiddelde ster, behalve dat het dat is op de waterstofverbrandende hoofdreeks, waar $ \ sim 90 $% van de sterren in de lokale sterrenpopulatie wordt gevonden.

Een veel betere waardering van de ongemiddeldheid van de zon wordt verkregen door te kijken bij een Hertzsprung-Russell-diagram (helderheid versus effectieve temperatuur of equivalent, absolute magnitude versus kleur) van sterren in een volume beperkt monster rond de zon. Dit is veel representatiever voor een sterrenpopulatie dan kijken naar een helderheid beperkt monster.

Hieronder laat ik het diagram met beperkte kleur versus absolute magnitude zien dat ik heb afgeleid (zie Jeffries & Elliott 2003 – een artikel dat precies deze vraag wil beantwoorden) vanaf de 1000 sterren die het dichtst bij de zon staan, ontleend aan de Gliese & Jahreiss (1991) derde catalogus van nabije sterren. Ik heb spectraaltypen toegevoegd en laat in zon diagram de locatie van de zon zien. Daaronder laat ik een frequentiehistogram van hoofdreekssterren zien (een zogenaamde “helderheidsfunctie”), dat laat zien waar de zon ligt ten opzichte van de lokale bevolking.

Je kunt hieruit zien dat de zon zich in de dichtbevolkte band van de hoofdreeks bevindt, maar in feite meer licht geeft (en massiever) dan 88% van de sterren in de hoofdreeks. Een mediane ster in de hoofdreeks heeft een absolute visuele magnitude van $ \ sim 11 $, is ongeveer 100 keer minder lichtgevend dan de zon (300 keer zwakker in termen van zijn absolute visuele magnitude) en heeft een massa van ongeveer $ 0,3 miljoen _ {\ odot} $. In feite is zelfs het voorbeeld dat ik hieronder laat zien niet compleet en de afgelopen decennia zijn er nog meer voorbeelden van zwakke sterren en bruine dwergen gevonden.

De reden waarom mensen denken dat de zon is gemiddeld komt door diagrammen zoals die op de Wikipedia-pagina (zoals te zien is in het antwoord van Ian Boyd). Dit combineert HR-diagrammen van zowel de lokale bevolking als met een magnitude-beperkte steekproef die overdreven de nadruk legt de populaties van zeer lichtgevende hoofdreekssterren en rode reuzen, die in feite zeer zeldzaam zijn.

Vergelijk het bovenstaande HR-diagram met dat hieronder, dat is opgebouwd door Hipparcos-parallaxen te nemen voor alle sterren die met het blote oog kunnen worden gezien (die met $ V < 6 $) De zon zou precies onderaan dit diagram staan – daar zijn geen “typische” (modale) sterren zichtbaar voor het blote oog.

Opmerkingen

• Een ander belangrijk punt is dat veel van onze ” astronomische ” eenheden gebaseerd zijn op onze eigen zon – 1 Zonnelichtheid, 1 Zonnemassa enz. Aangezien veel van die grafieken logaritmisch zijn, is het volkomen logisch om 1 in het midden te plaatsen, waardoor de zon het centrum lijkt te zijn, omdat ‘ is wat we bouwde die grafieken rond: P
• @Luaan Welke temperatuureenheden worden uitgedrukt in zonne-eenheden?
• Ik zei niet ‘ allemaal zijn: D In feite, ik ‘ m zeg niet eens dat je grafieken Sun ” in het midden ” – in plaats daarvan hetzelfde ” wikicharts ” die u noemde als de oorzaak van verwarring.
• Heb ik het goed begrepen: de eerste twee grafieken laten zien dat onze zon een veel hogere absolute magnitude heeft dan bijna alle lokale sterren? De laatste grafiek laat zien dat onze zon, als hij in positie wordt verwisseld met een van die lokale sterren, nauwelijks de lijst met zichtbare sterren in de nacht zou halen? Met andere woorden, het heeft geen zin om over onze zon te praten als ” gemiddeld ” of je het nu hebt over de verzameling lokale sterren of de set van zichtbare sterren in de nacht?
• @pentane Je hebt het ‘ begrepen. De laatste plot laat zien dat er misschien 20-30 sterren met het blote oog zijn (van de ongeveer 5000) die vergelijkbaar zijn met, of minder helder zijn dan de zon (alpha Cen A is de helderste). De meeste sterren die we aan de nachtelijke hemel zien, zijn veel verder weg (dus we bemonsteren een groter volume) dan de sterren in de eerste plot, en VEEL helderder. De zon zou niet zichtbaar zijn als hij verder weg was dan ongeveer 20 parsecs.

Zoals ik al zei in de eerste opmerking onder de oorspronkelijke vraag, is het Hertzsprung-Russell-diagram waarschijnlijk de beste maat voor “gemiddeld” als u slechts één maat moet kiezen. Maar aangezien er veel meer aanvullende antwoorden en commentaren lijken te zijn dan ik dacht dat ze zouden worden gepost, wil ik de volgende opmerkingen toevoegen die over het hoofd lijken te zijn gezien.

In termen van stellaire evolutie, het hele leven geschiedenis van een ster kan worden voorspeld op basis van slechts drie parameters: de oorspronkelijke massa, de oorspronkelijke chemische samenstelling en het aanvankelijke impulsmoment. Dat is alles. Dus als je gemiddeld kwantitatief wilt bespreken, zijn het deze drie dingen waar je het over zou moeten hebben.

Maar aangezien er veel relaties zijn, bijv., het verband tussen massa en helderheid, kun je de hele puinhoop tot het Hertzsprung-Russell-diagram inkoken als je niet te kwantitatief hoeft te zijn.

En ik zou ook opmerken wat een mooie alomtegenwoordige blunder in de bovenstaande opmerkingen dat de zon niet “t” gemiddelde helderheid “is omdat er veel meer sterren zijn die minder licht geven. Dat is helemaal waar, maar wat het betekent is dat de zon niet” t >> median < < helderheid. Voor >> gemiddelde < <, je zou de totale helderheid van het melkwegstelsel willen nemen en delen door $ \ sim2.5 \ times10 ^ {11} $ (#sterren in melkweg). De energie-output van het melkwegstelsel is dus $ \ sim5 \ times10 ^ {37} \ mbox {watt} $, en de zon is $ \ sim3.85 \ times10 ^ {26} \ mbox {watts} $. Behoorlijk dicht bij het gemiddelde.

Opmerkingen

• Het ‘ is geen ” blunder ” als je zegt wat je doet. Waar heb je je nu mber voor de helderheid van de Melkweg? Het kan niet worden gemeten. Ik vermoed dat het wordt berekend met behulp van het aantal sterren, een veronderstelde massafunctie en een relatie tussen massa en helderheid. Ze zijn dus niet onafhankelijk en u moet ervoor zorgen dat ze consistent zijn. Het is natuurlijk waar dat sterren met een lage massa de aantallen domineren, maar zeldzamere sterren en reuzen met een hoge massa domineren de helderheid. Als je de een door de ander deelt, krijg je wel iets dat meer op de zon lijkt. vervolg
• Ik denk echter dat dat aantal eigenlijk nog steeds een stuk lager is dan de helderheid van de zon. Stellaire massa-tot-lichtverhoudingen worden normaal gesproken geciteerd als ongeveer 1 in zonne-eenheden. Aangezien de gemiddelde ster een massa heeft die veel kleiner is dan de zon, denk ik dat dit betekent dat de gemiddelde helderheid met een vergelijkbare factor lager is.
• In feite is de gemiddelde (gemiddelde) helderheid ongeveer even ver verwijderd van een zonne-energie. helderheid als de gemiddelde (of mediaan) massa is van de zonnemassa.