De ce este numit Soarele o “ stea medie ”?

Descrierea soarelui ca o stea medie este probabil mai mult o reacție împotriva ideii că există ceva unic în această privință. Evident că există pentru noi, deoarece este steaua pe care se întâmplă să o aflăm pe orbită și mult mai aproape decât orice altă stea și, prin urmare, istoric, soarele a fost considerat destul de unic. Dar, de-a lungul secolelor, am „descoperit că nici soarele, nici pământul nu sunt centrul universului, că stelele pe care le vedem pe cerul nopții sunt la fel ca soarele nostru și că unele dintre ele sunt mult mai luminoase și / sau mult mai mari (în masă sau volum).

Deci, a spune că soarele este o stea medie este în mare parte un artefact istoric. Se spune că am descoperit că nu este nimic deosebit de neobișnuit în steaua noastră în comparație cu orice altă stea din galaxia noastră.

Nu este „o afirmație că soarele este mediu în vreun sens matematic. Se folosește” medie „în sensul de „tipic” sau „neexcepțional”. După cum se întâmplă, se pare că majoritatea stelelor sunt, de fapt, mai mici și mai puțin luminoase decât soarele nostru, deci este oarecum mediu în acest sens.

Comentarii

• Dacă distribuția luminozității și / sau a dimensiunii urmează o lege a puterii sau o distribuție exponențială sau ceva de genul acesta, ar putea fi totuși cazul în care soarele este mediu ge într-un sens matematic.
• @DavidZ Am verificat câteva opțiuni bazate pe funcția de masă inițială stelară, de ex. media ponderată în masă, medie pe o scară de jurnal și este ‘ destul de departe de medie. Luminozitatea este … mai complicată, la fel ca și dimensiunea, dar nu cred că acestea ajută nici la acestea. ‘ Am ajuns rapid la concluzia că ‘ trebuie să alegeți o astfel de măsură inventată pentru ca Soarele să iasă ” mediu ” că nu era ‘ foarte semnificativ, așa că am decis că răspunsul de mai sus a fost practic corect și doar votat în sus.
• Stelele ” vedem ” pe cerul nopții nu sunt cu siguranță nimic asemănător Soarelui, cu o ciudată excepție. Soarele este foarte puțin luminos în comparație cu stelele pe care le putem vedea.
• @Rob În mod ciudat, ‘ este opusul a ceea ce spune Phill în răspunsul său.
• @LightnessRacesinOrbit Formularea mea este atentă. Stelele pe care le putem vedea sunt complet nereprezentative. Puteți compara comploturile pentru (a) stele strălucitoare; (b) stele din apropiere, în răspunsul meu de mai jos. Soarele nu este mediu în niciunul dintre ele.

Ca urmare a notei @honeste_vivere despre diagrama HR, soarele nostru chiar trăiește în mijlocul orașului mediu:

Imaginea, din Wikipedia trasează 22.000 de stele. Când trageți temperatura unei stele vs luminozitate, par să urmeze anumite tipare.

Steaua noastră se află chiar în mijlocul plictisitoarei secvențe principale .

Comentarii

• Diagrama de mai sus NU este utilă. Este masiv nereprezentant de stele într-un eșantion de volum limitat. Diagramele de genul sunt motivul pentru care oamenii cred că Soarele este în medie.
• @RobJeffries Deci, dacă s-ar adăuga stelele subreprezentate, cum s-ar mișca Soarele în diagramă?
• @hyde Comparați-o cu diagrama din răspunsul meu. ‘ este mai mult un caz în care stelele luminoase sunt supra-reprezentate masiv.
• Da, dar nu este ‘ Sunul ” din mijloc ” cam prin definiție? Luminozitatea este dată în unități de lumină a Soarelui ‘, centrată pe Soare. Celelalte sunt puțin diferite, dar încă destul de centrate pe Soare, deoarece ‘ este modul în care am construit cântarele.
• @MartinArgerami It este destul de standard atunci când lucrurile sunt distribuite jurnal normal (așa cum sunt multe lucruri). De exemplu. În această întrebare, masele stelelor sunt distribuite în mod normal cu un centru la log (baza10) de masă egal cu aproximativ -0,5. Adică Nu este centrat pe Soare, dar mai aproape decât dacă ați adopta o axă liniară.

De ce este numit Soarele o„ stea medie ”?

sun este o stea pitică galbenă , iar stelele pitice sunt cele mai frecvente în univers. Din punct de vedere tehnic, spectrul soarelui atinge vârful luminii verzi, dar îl vedem ca fiind efectiv alb.

Sunt înclinat să gândește-te dacă un astronom sau fizician ți-a spus că soarele este „mediu” este pentru că face parte din linia secvență principală a diagramei Hertzsprung – Russell (vezi mai jos).

Majoritatea stelelor de pe această linie sunt clasificate ca stele pitice .

… aproximativ 75% din stelele din univers sunt pitici roșii, care diferă foarte mult de soare.

Nu sunt sigur foarte mult este cel mai bun cuvânt. Da, piticii roșii sunt, în general, mai reci, mai puțin masivi, iar interiorul lor este dominat de convecție, dar doar prin aparență diferențele lor nu sunt atât de mari.

Am încercat să fac un pic de r Căutare și am constatat că soarele este „mediu” dacă excludeți toate stelele pitice din calculele dvs.

De toți piticii stele vrei să spui portocaliu , galben, roșu , alb și pitic maro etc.? Dacă eliminați toate acestea, cu excepția soarelui, atunci soarele ar fi extrem de ciudat.

Există un motiv bun pentru care se face acest lucru?

Nu sunt sigur ce ați făcut exact, dar cred că ați înțeles greșit ce se înțelegea prin „medie” (a se vedea comentariile mele de mai sus).

Comentarii

• Puteți clarifica dacă piticii galbeni sau piticii roșii sunt de fapt cel mai frecvent tip de stea din univers? Acest răspuns pare să spună că ambele tipuri sunt cele mai frecvente.
• @ToddWilcox: 85% din toate stelele sunt pitici roșii . Cu toate acestea, dacă includeți toți piticii , ‘ includeți portocaliu (K), roșu (M), galben (G), alb și maro (non -secvență principală) stele. Această clasă mai mare depășește cu mult clasa tuturor stelelor uriașe, așa că atunci când honeste_vivere a spus ” … și piticii sunt cei mai frecvenți din univers ” avea dreptate. Nu pot ‘ să găsesc un procent de distribuție doar pentru piticii galbeni (G).
• Vezi și Terminologia piticilor .
• @RossPresser Ah, am citit greșit răspunsul. Mintea mea a inserat cuvântul ” galben ” și am citit ” … și galbene stelele pitice sunt cele mai frecvente … ” care părea să contrazică 75% din începe să fie pitice roșii. Doar ochii mei în vârstă mă mint din nou. Mulțumesc că mi-am reparat creierul.

Soarele nu este categoric o stea medie, cu excepția faptului că este pe secvența principală de ardere a hidrogenului, unde se găsesc $ \ sim 90 $% din stelele din populația stelară locală.

O apreciere mult mai bună a „medianității” soarelui este obținută prin căutarea la o diagramă Hertzsprung-Russell (luminozitate vs temperatură efectivă sau echivalent, magnitudine absolută versus culoare) a stelelor dintr-un eșantion limitat de volum în jurul Soarelui. Acest lucru este mult mai reprezentativ pentru o populație stelară decât a privi o probă limitată de luminozitate.

Mai jos arăt diagrama volumului limitat de culoare versus magnitudine absolută pe care am derivat-o (vezi Jeffries & Elliott 2003 – o lucrare care își propune să răspundă exact la această întrebare) de la cele mai apropiate 1000 de stele de Soare, luată din Gliese & Jahreiss (1991) al treilea catalog de stele din apropiere. Am adăugat tipuri spectrale și arată locația Soarelui într-o astfel de diagramă. Mai jos, arăt o histogramă de frecvență a stelelor secvenței principale (așa-numita „funcție de luminozitate”), care arată unde se află Soarele în raport cu populația locală.

Puteți vedea din aceasta că Soarele se află în banda de secvență principală foarte populată, dar este de fapt mai luminos (și mai masiv) decât 88% din stelele din secvența principală. O stea mediană pe secvența principală are o magnitudine vizuală absolută de $ \ sim 11 $, este de aproximativ de 100 de ori mai puțin luminos decât Soarele (de 300 de ori mai slab în ceea ce privește magnitudinea sa vizuală absolută) și are o masă de aproximativ 0,3 milioane de dolari _ {\ odot} $. De fapt, chiar și eșantionul pe care îl prezint mai jos nu este complet și în ultimele decenii, s-au găsit și mai multe exemple de stele slabe și pitici maronii.

Motivul pentru care oamenii cred că Soarele este „medie” se datorează diagramelor precum cele din pagina Wikipedia (așa cum se vede în răspunsul lui Ian Boyd). Aceasta combină diagramele HR atât ale populației locale, cât și cu un eșantion limitat de magnitudine care subliniază excesiv populațiile de stele secvențiale principale foarte luminoase și giganți roșii, care sunt de fapt foarte rare.

Comparați diagrama HR de mai sus cu cea de mai jos, care este construită luând paralaje Hipparcos pentru toate stelele care pot fi văzute cu ochiul liber (cele cu $ V < 6 $). Soarele ar fi chiar în partea de jos a acestei diagrame – acolo sunt nu stele „tipice” (modale) vizibile cu ochiul liber.

Comentarii

• Un alt punct important este că multe dintre ” unitățile noastre astronomice ” se bazează pe propriul nostru Soare – 1 Luminozitatea solară, 1 Masa solară etc. Deoarece multe dintre aceste diagrame sunt logaritmice, este perfect logic să puneți 1 în mijloc, ceea ce face ca Soarele să pară că este centrul, deoarece ‘ este ceea ce noi a construit acele grafice în jurul valorii de: P
• @Luaan Ce unități de temperatură sunt exprimate în termeni de unități solare?
• Nu am spus ‘ toate sunt: D De fapt, eu ‘ nici măcar nu spun diagramele dvs. pun Sun ” în mijloc ” – mai degrabă, același ” wikicharts ” pe care le-ați menționat ca fiind cauza confuziei.
• Am înțeles corect: primele două diagrame arată că Soarele nostru are o magnitudine absolută mult mai mare decât aproape toate vedetele locale? Ultima diagramă arată că Soarele nostru, dacă ar fi schimbat în poziție cu una dintre acele stele locale, abia ar face lista stelelor vizibile pe timp de noapte? Cu alte cuvinte, nu are sens să vorbim despre Soarele nostru ca ” medie ” indiferent dacă vorbiți despre setul de stele locale sau despre set de stele vizibile pe timp de noapte?
• @pentane ‘ l-ați primit. Ultimul complot arată că există probabil 20-30 de stele cu ochiul liber (din aproximativ 5000) care sunt similare sau mai puțin luminoase decât Soarele (alfa Cen A fiind cel mai strălucitor). Majoritatea stelelor pe care le vedem pe cerul nopții sunt mult mai departe (deci prelevăm un volum mai mare) decât stelele din primul complot și MULT mai luminoase. Soarele nu ar fi vizibil dacă ar fi mai departe de aproximativ 20 de parsecs.

După cum am menționat în primul comentariu de sub întrebarea originală, diagrama Hertzsprung-Russell este probabil cea mai bună măsură unică a „mediei” dacă trebuie să alegeți o singură măsură. Dar, din moment ce par a fi mult mai multe răspunsuri și comentarii suplimentare decât aș presupune că ar fi postate, permiteți-mi să adaug următoarele observații care par să fi fost trecute cu vederea.

În ceea ce privește evoluția stelară, întreaga viață istoria unei stele poate fi prezisă din doar trei parametri: masa inițială, compoziția chimică inițială și impulsul său unghiular inițial. Asta este. Deci, dacă doriți să discutați cantitativ despre „mediu”, acestea sunt cele trei lucruri despre care ar trebui să vorbiți.

Dar din moment ce există o mulțime de relații, de ex., relația masă-luminozitate, puteți rezolva toată mizeria până la diagrama Hertzsprung-Russell dacă nu trebuie să fiți prea cantitativ.

Și aș nota și ceea ce pare a fi destul de gafă omniprezentă din cele de mai sus remarcă faptul că soarele nu este „t” luminozitate medie „, deoarece există mult mai multe stele care sunt mai puțin luminoase. Acest lucru este adevărat, dar ceea ce înseamnă este că soarele nu este” t >> median < < luminozitate. Pentru >> medie < <, ați dori să luați luminozitatea totală a galaxiei și să o împărțiți la $ \ sim2.5 \ times10 ^ {11} $ (#stele în mod lăptos). Deci, producția de energie a galaxiei este $ \ sim5 \ times10 ^ {37} \ mbox {watts $ $, iar soarele este $ \ sim3.85 \ times10 ^ {26} \ mbox {watts $ $. Destul de aproape de medie.

Comentarii

• ‘ nu este o ” gafă ” când spui ce faci. De unde ți-ai luat nu mber pentru luminozitatea Calea Lactee? Nu poate fi măsurat. Bănuiesc că este calculat folosind numărul de stele, o funcție presupusă de masă și o relație masă cu luminozitate. Deci nu sunt independenți și trebuie să vă asigurați că sunt consecvenți. Desigur, este adevărat că stelele cu masă mică domină numerele, dar stelele și giganții cu masă mare mai rare domină luminozitatea. Împărțirea uneia cu cealaltă dă ceva mai asemănător Soarelui. cont.
• Totuși, cred că acest număr este încă de fapt destul de mic decât luminozitatea solară. Raporturile masă-lumină stelară sunt cotate în mod normal ca aproximativ 1 în unitățile solare. Deoarece steaua medie are o masă mult mai mică decât Soarele, cred că acest lucru înseamnă că luminozitatea medie este mai mică cu un factor similar.
• De fapt, luminozitatea medie (medie) este cam la fel de departe de cea solară. luminozitatea ca masă medie (sau mediană) este din masa solară.