Creazione di un motore star-Space

Creazione di un motore star-Space

Questo manuale descrive come aggiungere una stella a SpaceEngine. Prima di continuare, si consiglia di leggere questo manuale: Introduzione.

La maggior parte delle stelle nell’installazione predefinita di SpaceEngine sono memorizzate nel file csv data/catalogs/Catalogs0980.pak / stelle / IPPARCO.csv. Questo è il catalogo HIPPARCOS stelle con circa 110.000 stelle. Altre stelle, inclusi i sistemi binari, sono memorizzate in più file sc nello stesso file system pak. Questi file predefiniti non devono essere modificati o modificati in alcun modo. Se si desidera aggiornare una stella, rimuoverla o aggiungerne una nuova, creare il proprio file sc o csv nella cartella addons/catalogs/stars/. SpaceEngine ha opzioni di scripting per modificare e rimuovere stelle o altri oggetti dai cataloghi predefiniti, o per aggiungerne uno nuovo.

Il formato csv per i cataloghi è progettato per creare grandi cataloghi di oggetti con dati simili. È più compatto e carica più velocemente di sc, ma ha limiti ai tipi di dati che possono essere specificati in esso. È solo una tabella con valori separati da virgole. Il formato sc è progettato per specificare tutti i dati possibili che SE può utilizzare per descrivere un oggetto. È un testo simile a uno script con ” tag ” usati per descrivere un oggetto (stella o sistema stellare in questo tutorial) e i suoi vari parametri. Per prima cosa descriveremo il formato del file sc.

Il catalogo stellare

Consideriamo che si desidera creare una nuova stella solitaria chiamata “Mono”, un buco nero con disco di accrescimento chiamato “Hole”, e un sistema stellare binario chiamato “Bin”, che contiene due stelle “Bin A” e “Bin B”. Consideriamo che le stelle “Bin A” e “Bin B” sono descritte già in alcuni cataloghi come stelle solitarie e si desidera eliminarle per creare un corretto sistema di stelle binarie con orbite per ogni componente. Vai alla directory addons / catalogs/ stars / (creala se non esiste) e crea un nuovo documento di testo lì. Rinominarlo in mystars.sc (il nome del file non ha importanza,ma assicurati che non corrisponda a qualche file esistente, altrimenti il tuo file lo sovrascriverà). Aprilo nel blocco note e digita questo codice:

Per aggiungere una nuova stella o modificare una stella che è già stata descritta nei cataloghi, è sufficiente definire un nuovo oggetto (Stella o StarBarycenter) con lo stesso nome nello script stella. SpaceEngine aggiornerà la vecchia stella con i nuovi dati (è anche possibile cambiare il suo tipo – da Star a StarBarycenter e viceversa).

Per rimuovere una stella dai cataloghi, utilizzare il parametro Rimuovi con il nome di quella stella. Questo è utile per aggiornare le stelle binarie nel catalogo che sono rappresentate in SE come due stelle separate, in un sistema stellare binario completo con ogni stella in un’orbita corretta. Nota: il parametro Rimuovi sembra interessare tutti i file di catalogo, indipendentemente dalla data di modifica. Si tratta di un bug nella versione corrente (0.9.8.0).

Si noti che il catalogo stellare non descrive i componenti di sistemi stellari binari o multipli. Devono essere descritti nel catalogo dei pianeti e riferiti al baricentro con il parametro ParentBody (vedi sotto). Quindi, a rigor di termini, i cataloghi di stelle in SE sono cataloghi di sistemi stellari, non stelle stesse (anche se consentono di descrivere stelle solitarie senza creare cataloghi di pianeti per loro). I parametri visivi come la luminosità complessiva del sistema saranno calcolati automaticamente da SpaceEngine, in base ai dati dei componenti del sistema, descritti nel catalogo dei pianeti. Possono, tuttavia, essere forzati definendo i parametri Luminosità, AppMagn ecc. nel tag StarBarycenter.

I dettagli dello script stellare

I seguenti parametri possono essere utilizzati all’interno dei tag Star e StarBarycenter:

RA – ascensione retta in ore, in formato decimale o formattato come HH MM SS.SSS
Dec-declinazione in gradi, in formato decimale o formattata come GG MM SS.SSS
Dist – distanza dal Sole in parsec.

CenterOf-usato per sostituire il sistema di buchi neri supermassicci procedurali al centro di una galassia o ammasso globulare. Il valore del parametro è il nome della galassia o dell’ammasso, ad esempio CenterOf “Via Lattea”. Solo un sistema di buchi neri supermassicci può esistere in una galassia o ammasso. Se è già definito in qualche catalogo, verrà sostituito/aggiornato con questo. Se questo parametro è definito, il sistema di buchi neri supermassicci procedurali nell’oggetto corrispondente verrà disabilitato, ma questo verrà reso come un normale sistema stellare. Quindi i parametri RA, Dec e Dist sono ancora richiesti. Un sistema tipico deve contenere il buco nero, il disco di accrescimento opzionale e molte stelle che lo orbitano. Tutti questi devono essere descritti nel catalogo dei pianeti; il catalogo stellare si occupa solo delle coordinate del sistema e della sua classe (Classe “X” o Classe “BLACKHOLE”).

NoPianets-disabilita la generazione di pianeti procedurali, se specificato come NoPianets true.

Lum, Luminosità, AppMagn, AbsMagn – consente una di queste opzioni, o una loro combinazione (vedi “risolutore di stelle” di seguito per i dettagli):
Lum, Luminosità – luminosità della stella in unità di luminosità del Sole, o
AppMagn – magnitudine apparente (ottica) della stella, o
AbsMagn – magnitudine assoluta (ottica) della stella.
Avanzate: AppMagnR, AppMagnr, AppMagnI, AppMagni, AppMagnJ, AppMagnH, AppMagnKs, AppMagnK, AppMagnW1, AppMagnW2, AppMagnW3 – la magnitudine apparente della stella nelle bande spettroscopiche corrispondenti. Usali solo per le nane brune, se la loro magnitudine apparente nella banda ottica è sconosciuta. SpaceEngine esegue un semplice calcolo della magnitudine apparente ottica, supponendo che la stella sia una nana bruna o una nana M tardiva. Non utilizzare questi parametri per altri tipi di stelle.

Stringa di classe a con la classe spettrale della stella:
Classi stellari normali: O, B, A, F, G, K, M
Classi Subdwarf: sdO, sdB, sdA, sdF, sdG, sdK, sdM (o Di a, B, a, F, G, K, M con luminosità classe VI)
nana bruna classi: L, T, del
nana Bianca classi: DA, DB, FARE, DQ, DZ, DC, DX, DAB, DAO, DAZ, di DBZ o WD (generale nana bianca classe)
Wolf-Rayet classi: WN WN/C, WC, WO
Zirconio e carbonio classi: MS, S, SC, C-R, C-N, C-J, C-H, C-Hd, C, R, N
classi Speciali: Q, NEUTRON-stella di neutroni, X, BLACKHOLE-buco nero, Z, WORMHOLE – wormhole, P – planemo (pianeta canaglia)
Tutte le classi sopra elencate possono avere il numero indice sottoclasse da 0 a 9 in formato decimale (da 0 a 11 per le stelle di Wolf – Rayet). SpaceEngine utilizza solo fino a un decimale, cioè 3.25 sarà arrotondato a 3.2.
Tutte le classi tranne le nane bianche possono avere l’indice di classe di luminosità: 0, Ia0, Ia+, Ia, Iab, Ib, II, III, IV, V, VI
Esempi: Classe “G2V”, Classe “M5.2III”, Classe “DB3.1”, Classe “sdB5” (uguale alla Classe “B5VI”).
È consentito anche uno spazio: Classe “G2 V”, Classe ” M5.2 III”, classe “DB 3.1”.
Se non è possibile fornire la sottoclasse o l’indice di luminosità: Classe “G2″, Classe” M III”, Classe”K”. In questo caso SpaceEngine cercherà di calcolarli in base ai dati disponibili (luminosità o magnitudine visiva e distanza, ecc., vedi star solver), o assegnerà la classe di luminosità predefinita “V” (la stella di sequenza principale).

Massa – stella massa in unità di masse terrestri, o
MassSol-stella massa in unità di masse solari. Utilizzato solo per le stelle solitarie (tag Star). Se definito nel tag StarBarycenter, può essere utilizzato nel risolutore di stelle (vedi sotto).

Raggio-raggio stellare in chilometri, o
RadSol, RadiusSol-raggio stellare in unità di raggi solari. Utilizzato solo per le stelle solitarie (tag Star). Se definito nel tag StarBarycenter, può essere utilizzato nel risolutore di stelle (vedi sotto).

Teff, Temperatura-temperatura della fotosfera della stella (“superficie”) in Kelvin. Utilizzato solo per le stelle solitarie (tag Star). Se definito nel tag StarBarycenter, può essere utilizzato nel risolutore di stelle (vedi sotto).

Metallicità delle stelle FeH. Non utilizzato per ora, ma verrà utilizzato in futuro, quindi vale la pena aggiungerlo al catalogo se le informazioni sono disponibili.

È possibile utilizzare la registrazione del risolutore star per rilevare gli errori nel catalogo stars (per i dettagli vedere Risolutore Star e controllo degli errori nell’Introduzione agli script SE).

Il catalogo pianeti

Consente di continuare a creare il nostro esempio addon. La stella “Mono” non ha bisogno di nulla in più per essere inserita nel catalogo dei pianeti, tutte le informazioni necessarie sono state fornite nel catalogo delle stelle. Deve avere il buco nero “Buco” e componenti binari del sistema”Bin”: “Bidone A” e “Bidone B”. Vai alla directory addons / catalogs/ planets / (crealo se non esiste) e crea un nuovo documento di testo lì. Rinominarlo in myplans.sc (come è stato notato nella sezione “the star catalog”, il nome del file non ha importanza, ma assicurati che non corrisponda a qualche file esistente, altrimenti il tuo file lo sovrascriverà). Aprilo nel blocco note e digita questo codice:

Consente di dare un’occhiata più da vicino a questo script. Si chiama “catalogo pianeti” perché è progettato principalmente per fare pianeti e lune. Ma anche il” corpo stellare ” stesso, specialmente nei sistemi binari, dovrebbe essere descritto qui. È una regola comune: qualsiasi oggetto che abbia un’orbita deve essere descritto nel catalogo dei pianeti. I componenti di una stella binaria hanno orbite, quindi questo è il motivo per cui dovrebbero essere nel catalogo dei pianeti. Consente inoltre di descrivere molti più parametri rispetto al catalogo delle stelle (orientamento dell’asse di rotazione e periodo di rotazione, corona stellare, disco di accrescimento, trame superficiali e orbita), quindi è per questo che anche le stelle solitarie come il Sole possono essere descritte nel catalogo dei pianeti. Per ulteriori informazioni sui parametri utilizzati nel catalogo pianeti e sulla creazione di un pianeta, leggere la guida Creazione di un pianeta.

Nel codice di esempio sopra, abbiamo descritto per la prima volta il “Buco” solitario della stella con parametri aggiuntivi che non possono essere descritti nel catalogo delle stelle (parametri di rotazione e disco di accrescimento). Per specificarli, è necessario descrivere la stella nel catalogo delle stelle come StarBarycenter, nonostante il fatto che la stella sia solitaria, e fare una seconda descrizione nel catalogo dei pianeti con la stella tag. Il parametro ParentBody in quel tag stella deve essere impostato sul nome di StarBarycenter descritto nel catalogo stelle. Nota importante: il tag Stella nel catalogo pianeti e il tag StarBarycenter nel catalogo stelle devono avere nomi diversi. Cioè se la stella ha il nome “Hole”, allora il baricentro dovrebbe essere chiamato “Hole system” o “Hole bar” o qualcosa del genere. Quando si crea un addon con una stella reale, che ha più designazioni nei cataloghi astronomici, è una buona pratica dare uno al StarBarycenter e il resto alla Stella.

Il catalogo dei pianeti consente inoltre di specificare la luminosità della stella, la magnitudine assoluta o apparente, la classe spettrale, la massa, il raggio e la temperatura – gli stessi parametri del catalogo delle stelle. Spetta a te specificare questi parametri: nel catalogo delle stelle o nel catalogo dei pianeti, la duplicazione in entrambi non è necessaria.

Il tag Orbita deve essere saltato per le stelle solitarie, SpaceEngine genererà una posizione statica al centro del sistema per quella stella. È possibile utilizzare Orbit {Type “Static”} o StaticPosXYZ (0 0 0) con lo stesso effetto, ma questo non è necessario.

Il baricentro potrebbe anche essere usato per creare stelle binarie e multiple. Nel catalogo pianeti, abbiamo descritto due stelle “Bin A” e ” Bin B “con le loro orbite attorno al baricentro principale del sistema” Bin ” (vedi descrizione del tag Orbita nella Guida Creazione di un pianeta per i dettagli). Per creare un sistema stellare multiplo gerarchico, creare un baricentro secondario (usando il tag Baricentro nello script planet catalog), che orbita attorno al baricentro principale del sistema, quindi aggiungere due stelle che orbitano attorno a questo baricentro secondario. È possibile ripetere questo schema molte volte per creare sistemi più complessi. SpaceEngine consente una gerarchia di oggetti a livello illimitato, ma in realtà i sistemi stellari non hanno più di 3-4 livelli di gerarchia.

I pianeti per ogni stella o baricentro locale potrebbero anche essere specificati nel catalogo pianeti. Il parametro ParentBody per ogni pianeta / baricentro / stella deve essere impostato sul nome dell’oggetto genitore che sta orbitando. Se la stella è solitaria e il catalogo dei pianeti non ha oggetti figlio (pianeti) per quella stella descritta, SpaceEngine genererà un sistema planetario procedurale. È possibile disabilitare questo specificando NoPianets true nello script stars.

I parametri di una stella/baricentro nel catalogo stellare determinano l’aspetto della stella mentre la si guarda dallo spazio interstellare, cioè quando viene resa come un punto. Per i sistemi multi-stella, SpaceEngine ha bisogno di una classe spettrale “media” per rendere il sistema da lontano. Per i sistemi procedurali, SpaceEngine sceglie la classe spettrale della stella più luminosa del sistema (vedere “risolutore di stelle” per i dettagli). Questo funziona molto bene nella maggior parte dei casi, perché la luminosità delle stelle differisce di molti ordini di grandezza. Quindi, quando si crea un sistema stellare multiplo, è possibile specificare la classe spettrale dello StarBarycenter (nel catalogo delle stelle) come la stessa classe della stella più luminosa in quel sistema. Altrimenti SpaceEngine lo farà automaticamente. La luminosità dello StarBarycenter dovrebbe essere uguale alla luminosità somma di tutte le stelle nel sistema (inclusa la luminosità dei dischi di accrescimento), o ignorata per forzare il risolutore di stelle a calcolarlo automaticamente.

Per riassumere, si prega di prestare attenzione a quanto segue, altrimenti il codice non funzionerà o funzionerà in modo errato:

1) Nel catalogo delle stelle, descrivere una stella con StarBarycenter, se si desidera specificare i parametri di rotazione personalizzati, il disco di accrescimento ecc., o se si sta creando un sistema stellare multiplo. In tal caso è inoltre necessario creare un catalogo pianeti e descrivere la stella o più componenti stellari lì. Se hai bisogno solo di massa, raggio e temperatura per la tua stella, o se stai bene con quei valori generati/calcolati da SpaceEngine, descrivilo con il tag Stella e non creare un catalogo di pianeti.
2) Il nome di una stella nel catalogo dei pianeti non deve essere uguale al nome di StarBarycenter. Il nome di StarBarycenter deve essere specificato come genitore della stella nel relativo parametro ParentBody.
3) Se la stella è solitaria, non usare il tag Orbit per essa, o rendere la sua orbita statica (Orbit {Type “Static”} or StaticPosXYZ (0 0 0)), quindi coincide con il baricentro.
4) Se la stella è binaria, descrivere le due stelle con il nome di StarBarycenter nel loro parametro ParentBody e creare orbite appropriate attorno al baricentro per loro.

È possibile utilizzare la stella risolutore di registrazione per rilevare gli errori nei pianeti catalogo, così come per le stelle del catalogo (per i dettagli vedi Star risolutore e il Controllo degli errori nell’Introduzione, SE gli script)

La stella risolutore

La stella solver è un insieme di codice che cerca di calcolare o generare dati mancanti per una stella basato su dati forniti. È spesso la situazione in astronomia che alcuni dati sono forniti nei cataloghi, ma alcuni mancano. SpaceEngine richiede questi parametri per rendere correttamente una stella (sistema stellare):

– Coordinate 3D complete di una stella (RA, Dec, Dist). Se il catalogo stellare non fornisce una distanza, il risolutore stellare può provare a calcolarlo in base alla magnitudine apparente e assoluta (o luminosità) della stella. Se RA e Dec non sono forniti, star solver genererà valori casuali per loro, perché non c’è modo di calcolarli. Un valore casuale per la distanza viene generato anche se il risolutore stella non è riuscito a calcolarlo (vedere la registrazione degli errori di seguito per maggiori dettagli).

– Classe spettrale della stella. Senza di esso, SpaceEngine non avrà idea di cosa sia questa stella e non può renderla. Il risolutore di stelle può provare a determinare la classe spettrale osservando il raggio, la massa e la temperatura, se sono forniti. Per i sistemi multi-stella, il risolutore di stelle prende la classe spettrale della componente più luminosa (calcolata o presa dal catalogo dei pianeti) e la assegna come “classe” dell’intero sistema (se non è stata specificata direttamente nel tag StarBarycenter).

– Luminosità della stella. Può essere calcolato dalla luminosità, dalla magnitudine assoluta o dalla magnitudine apparente e dalla distanza. Se non ne vengono fornite, la classe spettrale può essere utilizzata per determinare approssimativamente la luminosità. Se non viene fornita anche la classe spettrale, il risolutore di stelle può provare a utilizzare raggio e temperatura per calcolare la luminosità usando l’equazione di Stefan–Boltzmann. Per i sistemi multi-stella, il risolutore di stelle riassume la luminosità di ogni componente e la assegna come luminosità dell’intero sistema (se non è stata specificata direttamente nel tag StarBarycenter).

– Proprietà fisiche della stella: massa, raggio e temperatura. Se non fornito, il risolutore di stelle li calcolerà in base alla classe spettrale (in genere). La temperatura può essere derivata direttamente dalla classe spettrale, quindi il raggio viene calcolato in base alla temperatura e alla luminosità utilizzando l’equazione di Stefan–Boltzmann. Quindi, se ti imbatti in una dimensione errata o irrealistica di una stella, prova a trovare i suoi dati di raggio reali e specificali nel catalogo.

Come è stato notato, il catalogo stellare non può essere utilizzato per definire i parametri di rotazione di una stella (es. periodo di rotazione, inclinazione assiale e oblateness), così come l’aspetto superficiale (dimensione delle cellule di granulazione, ecc.), corona, disco di accrescimento e orbita: il catalogo dei pianeti è usato per questo. Alcuni parametri possono essere generati proceduralmente se mancano nel catalogo dei pianeti. I pianeti possono anche essere descritti nel catalogo dei pianeti o essere generati proceduralmente (se il catalogo dei pianeti non ha oggetti figlio per la stella descritta e lo script stellare non ha specificato NoPianets true).

Il risolutore star può stampare notifiche su calcoli eseguiti, avvisi ed errori nel file system di registro/se.accedere all’avvio SpaceEngine. Vedere Introduzione agli script SE per i dettagli sul controllo degli errori negli script.

Il formato csv per il catalogo stellare

SpaceEngine supporta il formato csv (“Valori separati da virgole”) per i cataloghi di stelle e galassie massicce. È un formato di testo normale con una stella descritta per riga, con valori separati da virgole. L’installazione predefinita di SpaceEngine ha un catalogo a stella csv-data / catalogs / Catalogs0980.pak / stelle / IPPARCO.csv, che ha 112.523 stelle e ha una dimensione (decompressa) di soli 7,5 MB. Il formato csv è più compatto di sc, ma ha alcune limitazioni:
1) Solo le stelle solitarie possono essere descritte, l’analogo del tag StarBarycenter è impossibile.
2) Sono consentiti solo questi parametri: Name, RA, Dec, Dist, AppMagn, SpecClass, MassSol, RadSol, Temperature.

Il formato del file è semplice: la prima riga è un’intestazione che descrive i nomi dei parametri (separati da virgole), tutte le altre righe sono stelle dati – valori dei parametri corrispondenti (anche separati da virgole). Ecco l’esempio delle prime 4 linee di HIPPARCOS.file csv:

si noti che il nome della stella e la sua classe spettrale non sono racchiusi tra virgolette, e i parametri mancanti (MassSol, RadSol e Temperatura) sono solo vuoto, ma le virgole di separazione sono ancora necessari.

I cataloghi csv hanno una priorità rispetto ai cataloghi sc, cioè vengono caricati per primi. Ma poi star solver prende la data di modifica del file/pak per eseguire la fusione o l’aggiornamento dei dati star. Il parametro config-file CsvLogLevel nella configurazione / main-user.il file cfg controlla il livello di registrazione del risolutore star per tutti i file csv.