Varför kallas solen för en “ medelstjärna ”?

Att beskriva solen som en genomsnittlig stjärna är förmodligen mer en reaktion mot idén att det finns något unikt med den. Uppenbarligen finns det för oss, eftersom det är stjärnan som vi råkar vara i omloppsbana och mycket närmare än någon annan stjärna, och därför har solen historiskt ansetts vara ganska unik. Men under århundradena har vi upptäckt att varken solen eller jorden är centrum för universum, att stjärnorna vi ser på natthimlen är precis som vår egen sol och att några av dem är mycket ljusare och / eller mycket större (i massa eller volym).

Att säga att solen är en genomsnittlig stjärna är mestadels en historisk artefakt. Det säger att vi ”har upptäckte att det inte finns något särskilt ovanligt med vår stjärna jämfört med någon annan stjärna i vår galax.

Det är inte något att påstå att solen är genomsnittlig i någon speciell matematisk mening. Den använder ”genomsnitt” känslan av ”typisk” eller ”unexceptional”. När det händer visar det sig att majoriteten av stjärnorna i själva verket är mindre och mindre lysande än vår sol, så det är något obegränsat i den meningen.

Kommentarer

• Om fördelningen av ljusstyrka och / eller storlek följer en kraftlag eller en exponentiell fördelning eller något liknande, kan det fortfarande vara så att solen är genomsnittlig ge i matematisk mening.
• @DavidZ Jag kollade ett par alternativ baserat på stjärnfunktionen, t.ex. massviktat genomsnitt, genomsnitt på en loggskala, och det ’ är ganska långt borta från genomsnittet. Ljusstyrka är … mer komplicerad, liksom storlek, men jag tror inte ’ att de hjälper heller. Jag drog snabbt slutsatsen att du ’ d måste välja ett sådant konstruerat mått för att solen ska komma ut ” genomsnitt ” att det inte var ’ t mycket meningsfullt, så jag bestämde mig för att svaret ovan var i grunden korrekt och bara uppröstat.
• Stjärnorna ” vi ser ” på natthimlen är definitivt inget som solen, med det udda undantaget. Solen är väldigt underljus jämfört med stjärnorna vi kan se.
• @Rob Konstigt nog är att ’ är motsatsen till vad Phill säger i sitt svar.
• @LightnessRacesinOrbit Min formulering är försiktig. Stjärnorna vi kan se är helt representativa. Du kan jämföra tomterna för (a) ljusa stjärnor; (b) stjärnor i närheten, i mitt svar nedan. Solen är inte genomsnittlig i någon av dem.

Som en uppföljning till @honeste_viveres anteckning om HR-diagrammet lever vår sol verkligen mitt i medelstaden:

Bilden, från Wikipedia plottar 22 000 stjärnor. När du planerar en stjärns temperatur kontra ljusstyrka, de verkar följa vissa mönster.

Vår stjärna ligger mitt i den tråkiga huvudsekvensen .

Kommentarer

• Ovanstående diagram är verkligen INTE till hjälp. Det är massivt unrepresentativt för stjärnor i ett volymbegränsat urval. Diagram som det är varför människor tänker att solen är genomsnittlig.
• @RobJeffries Så om de underrepresenterade stjärnorna lades till, hur skulle solen röra sig i diagrammet?
• @hyde Jämför det med diagrammet i mitt svar. Det ’ är mer ett fall av att de lysande stjärnorna är massivt överrepresenterade.
• Ja, men är inte ’ t Solen ” i mitten ” ganska mycket per definition? Ljusstyrka ges i enheter av Sun ’ s ljusstyrka, centrerad på solen. De andra är lite annorlunda men ändå ganska centrerade på solen, för att ’ är hur vi byggde skalorna.
• @MartinArgerami Det ’ är ganska standard när saker distribueras logga normalt (som många saker är). T.ex. I denna fråga fördelas massorna av stjärnor normalt med ett centrum vid stock (bas10) med en massa som är lika med cirka -0,5. dvs inte centrerad på solen, men närmare än om du antog en linjär axel.

Varför kallas solen för en” genomsnittlig stjärna ”?

sun är en gul dvärg -stjärna och dvärgstjärnor är de vanligaste i universum. Tekniskt sett solens spektrum toppar inom området grönt ljus, men vi ser det som effektivt vitt.

Jag är benägen att tänk om en astronom eller fysiker sa att solen var ”genomsnittlig” beror det på att den är en del av huvudsekvensen raden i Hertzsprung – Russell-diagrammet (se nedan).

De flesta stjärnor på denna rad klassificeras som dvärgstjärnor .

… cirka 75% av stjärnorna i universum är röda dvärgar, som skiljer sig mycket från solen.

Jag är inte säker mycket är det bästa ordet. Ja, röda dvärgar är i allmänhet svalare, mindre massiva och deras interiörer domineras av konvektion, men bara genom utseendet är skillnaderna inte så stora.

Jag har försökt göra lite r esearch och jag har upptäckt att solen är ”genomsnittlig” om du utesluter alla dvärgstjärnor från dina beräkningar.

Av hela dvärgen stjärnor menar du orange , gul, röd , vit och brun dvärgar etc.? Om du eliminerar alla dessa utom solen, skulle solen vara extremt udda.

Finns det en bra anledning till varför detta görs?

Jag är inte säker på vad du gjorde exakt, men jag tror att du kanske har missförstått vad som menades med ”genomsnitt” (se mina kommentarer ovan).

Kommentarer

• Kan du klargöra om gula dvärgar eller röda dvärgar faktiskt är den vanligaste typen av stjärna i universum? Detta svar verkar säga att båda typerna är de vanligaste.
• @ToddWilcox: 85% av alla stjärnor är röda dvärgar . Men om du inkluderar alla dvärgar , ’ inkluderar orange (K), röd (M), gul (G), vit och brun (icke -huvud-sekvens) stjärnor. Denna större klass överträffar klassen för alla jättestjärnor, så när honeste_vivere sa ” … och dvärgar är de vanligaste i universum ” han hade rätt. Jag kan ’ inte hitta en fördelningsprocent för bara gula (G) dvärgar.
• Se även Dvärgterminologi .
• @RossPresser Ah, jag läste fel. Mitt sinne infogade ordet ” gul ” och jag läste ” … och gula dvärgstjärnor är de vanligaste … ” vilket tycktes motsäga 75% av de första röda dvärgarna. Bara mina åldrande ögon ljuger för mig igen. Tack för att du fixade min hjärna.

Solen är definitivt INTE en genomsnittlig stjärna, förutom att den är på den vätgasförbrännande huvudsekvensen, där $ \ sim 90 $% av stjärnorna i den lokala stjärnpopulationen finns.

En mycket bättre uppskattning av Suns ”un-averageness” får man genom att se vid ett Hertzsprung-Russell-diagram (ljusstyrka jämfört med effektiv temperatur eller motsvarande, absolut magnitud kontra färg) av stjärnor i ett volymbegränsat prov runt solen. Detta är mycket mer representativt för en stjärnpopulation än att titta på en ljusstyrka begränsat prov.

Nedan visar jag den volymbegränsade färgen kontra absoluta magnituddiagram som jag härledde (se Jeffries & Elliott 2003 – ett papper som svarar på exakt denna fråga) från de närmaste 1000 stjärnorna till solen, hämtad från Gliese & Jahreiss (1991) tredje katalog av närliggande stjärnor. Jag har lagt till spektraltyper och visar solens plats i ett sådant diagram. Under det visar jag ett frekvenshistogram av huvudsekvensstjärnor (en så kallad ”ljusstyrkefunktion”) som visar var solen ligger i förhållande till den lokala befolkningen.

Du kan se från detta att solen är i det högbefolkade huvudsekvensbandet, men det är faktiskt mer lysande (och mer massivt) än 88% av stjärnorna i huvudsekvensen. En medianstjärna i huvudsekvensen har en absolut visuell storlek på $ \ sim 11 $, är ungefär 100 gånger mindre lysande än solen (300 gånger svagare i termer av sin absoluta visuella storlek) och har en massa på cirka $ 0,3 miljoner _ {\ odot} $. Faktum är att till och med provet som jag visar nedan inte är fullständigt och under de senaste decennierna har ännu fler exempel på svaga stjärnor och bruna dvärgar hittats.

Anledningen till att människor tror att solen är ”genomsnitt” beror på diagram som de på wikipedia-sidan (som framgår av Ian Boyds svar). Detta sammanfogar HR-diagram för både lokalbefolkningen och med ett storleksbegränsat urval som alltför betonar populationerna av mycket lysande huvudsekvensstjärnor och röda jättar, som faktiskt är mycket sällsynta.

Jämför HR-diagrammet ovan med det nedan, som konstrueras genom att ta Hipparcos parallaxer för alla stjärnor som kan ses med blotta ögat (de med $ V < 6 $). Solen skulle vara precis längst ner i detta diagram – där är ingen ”typiska” (modala) stjärnor som är synliga för blotta ögat.

Kommentarer

• En annan viktig punkt är att många av våra ” astronomiska ” -enheter är baserade på vår egen Sun – 1 Solens ljusstyrka, 1 Solmassa etc. Eftersom många av dessa diagram är logaritmiska är det meningsfullt att sätta 1 i mitten, vilket gör att Sun verkar vara centrum, för att ’ är vad vi byggde dessa diagram runt: P
• @Luaan Vilka temperaturenheter uttrycks i termer av solenheter?
• Jag sa inte ’ t alla är: D Faktum är att jag ’ inte ens säger dina diagram sätter Sun ” i mitten ” – snarare samma ” wikicharts ” du nämnde var orsaken till förvirring.
• Har jag förstått rätt: de två första diagrammen visar att vår sol har mycket högre absolut storlek än nästan alla lokala stjärnor? Det sista diagrammet visar att vår sol, om den byttes i position med en av dessa lokala stjärnor, knappt skulle göra listan över nattliga stjärnor synliga? Med andra ord är det ingen mening att prata om vår sol som ” genomsnitt ” oavsett om du pratar om uppsättningen lokala stjärnor eller uppsättning av synliga stjärnor på natten?
• @pentane Du ’ har du det. Den sista handlingen visar att det kanske finns 20-30 stjärnor med blotta ögat (av cirka 5000) som liknar eller är mindre lysande än solen (alfa Cen A är den ljusaste). De flesta stjärnor som vi ser på natthimlen är mycket längre bort (så vi samplar en större volym) än stjärnorna i den första plot, och MYCKET mer lysande. Solen skulle inte vara synlig om den var längre bort än cirka 20 parsec.

Som jag nämnde i första kommentaren under den ursprungliga frågan är Hertzsprung-Russell-diagrammet antagligen det bästa måttet på ”genomsnitt” om du bara behöver välja ett mått. Men eftersom det verkar finnas många fler ytterligare svar och kommentarer än vad jag antog skulle publiceras, låt mig lägga till följande kommentarer som verkar ha förbisetts.

När det gäller stjärnutveckling, hela livet en stjärnas historia kan förutsägas med bara tre parametrar: dess initiala massa, dess ursprungliga kemiska sammansättning och dess ursprungliga vinkelmoment. Det är det. Så om du vill diskutera kvantitativt ”genomsnitt” är det dessa tre saker du borde prata om.

Men eftersom det finns många relationer, t.ex., förhållandet mellan massa och ljusstyrka, kan du koka hela röran till Hertzsprung-Russell-diagrammet om du inte behöver vara för kvantitativ.

Och jag skulle också notera vad som verkar vara en vacker allestädes närvarande blunder i ovanstående anmärkningar att solen inte är ”genomsnittlig ljusstyrka” eftersom det finns många fler stjärnor som är mindre lysande. Det är helt sant, men vad det betyder är att solen inte är >> median < < ljusstyrka. För >> genomsnitt < <, vill du ta galaxens totala ljusstyrka och dela med $ \ sim2.5 \ times10 ^ {11} $ (#stjärnor på mjölkigt sätt). Så, galaxens energiproduktion är $ \ sim5 \ times10 ^ {37} \ mbox {watt} $, och solen är $ \ sim3.85 \ times10 ^ {26} \ mbox {watt} $. Ganska jävla nära genomsnittet.

Kommentarer

• Det ’ är inte en ” blunder ” när du säger vad du gör. Var fick du din nu mber för Vintergatans ljusstyrka? Det kan inte mätas. Jag misstänker att den beräknas med hjälp av antalet stjärnor, en antagen massfunktion och en massa till ljusstyrka-relation. Så de är inte oberoende och du måste se till att de är konsekventa. Det är naturligtvis sant att stjärnor med låg massa dominerar siffrorna, men sällsynta stjärnor och jättar med hög massa dominerar ljusstyrkan. Att dela upp varandra ger något som liknar solen. forts.
• Men jag tror att antalet fortfarande är ganska lägre än solens ljusstyrka. Massförhållandet mellan ljus och ljus citeras normalt som cirka 1 i solenheter. Eftersom den genomsnittliga stjärnan har en massa som är mycket mindre än solen, tror jag att detta betyder att den genomsnittliga ljusstyrkan är lägre med en liknande faktor. ljusstyrka som medelvärdet (eller medianmassan) kommer från solmassan.