SE中的恒星生成过程【及其不科学性】
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level 10
Hyp_Cos 楼主
在0.9.7.3版本中,经过我的一番实验,发现由SE程序生成的主序星有以下规律。
主序星分O2V、O3V、…、M8V、M9V共68种不同的光谱类型,
每一种光谱类型有唯一的温度。对于单独(没有伴星)的主序星,光谱也按主序星的光度严格分类(不按质量严格分类),即不同光谱的主序星的光度一定不同,如G0V星的光度一定比G1V星的大(质量就说不定谁大了)。
每一种光谱的光度范围(太阳光度=1)和温度如下:
O2V光度>93755温度52500
O3V光度44880~93755温度52500K
O4V光度21480~44880温度48000K
O5V光度10280~21480温度44500K
O6V光度4920~10280温度41000K
O7V光度2355~4920温度38000K
O8V光度1127~2355温度35800K
O9V光度539.5~1127温度33000K
B0V光度428.5~539.5温度30000K
B1V光度340.4~428.5温度25400K
B2V光度270.4~340.4温度22000K
B3V光度214.8~270.4温度18700K
B4V光度170.6~214.8温度17000K
B5V光度135.53~170.6温度15400K
B6V光度107.65~135.53温度14000K
B7V光度85.50~107.65温度13000K
B8V光度67.92~85.50温度11900K
B9V光度53.95~67.92温度10500K
A0V光度47.00~53.95温度9520K
A1V光度40.92~47.00温度9230K
A2V光度35.64~40.92温度8970K
A3V光度31.046~35.64温度8720K
A4V光度27.040~31.046温度8460K
A5V光度23.549~27.040温度8200K
A6V光度20.512~23.549温度8020K
A7V光度17.865~20.512温度7850K
A8V光度15.560~17.865温度7580K
A9V光度13.552~15.560温度7390K
F0V光度11.272~13.552温度7200K
F1V光度9.3755~11.272温度7050K
F2V光度7.7982~9.3755温度6890K
F3V光度6.4863~7.7982温度6740K
F4V光度5.3951~6.4863温度6590K
F5V光度4.4876~5.3951温度6440K
F6V光度3.7325~4.4876温度6360K
F7V光度3.1046~3.7325温度6280K
F8V光度2.5822~3.1046温度6200K
F9V光度2.1478~2.5822温度6110K
G0V光度1.8707~2.1478温度6030K
G1V光度1.6292~1.8707温度5940K
G2V光度1.4190~1.6292温度5860K
G3V光度1.2360~1.4190温度5830K
G4V光度1.0765~1.2360温度5800K
G5V光度0.93755~1.0765温度5770K(太阳怎么成了G5V星了[喷]
G6V光度0.81658~0.93755温度5700K
G7V光度0.71119~0.81658温度5630K
G8V光度0.61942~0.71119温度5570K
G9V光度0.53951~0.61942温度5410K
K0V光度0.42855~0.53951温度5250K
K1V光度0.34040~0.42855温度5080K
K2V光度0.27040~0.34040温度4900K
K3V光度0.21478~0.27040温度4730K
K4V光度0.17060~0.21478温度4590K
K5V光度0.13552~0.17060温度4350K
K6V光度0.10765~0.13552温度4200K
K7V光度0.085505~0.10765温度4060K
K8V光度0.067921~0.085505温度3990K
K9V光度0.053951~0.067921温度3920K
M0V光度0.031046~0.053951温度3850K
M1V光度0.017864~0.031046温度3720K
M2V光度0.010280~0.017864温度3580K
M3V光度0.0059156~0.010280温度3470K
M4V光度0.0034040~0.0059156温度3370K
M5V光度0.0019590~0.0034040温度3240K
M6V光度0.0011272~0.0019590温度3050K
M7V光度0.00064863~0.0011272温度2940K
M8V光度0.00037324~0.00064863温度2640K
M9V光度0.00021478~0.00037324温度2500K
综上所述,在0.9.7.3版本的SE中,
O型主序星光度>539.5,温度>33000K
B型主序星光度53.95~539.5,温度10500~30000K
A型主序星光度13.552~53.95,温度7390~9520K
F型主序星光度2.1478~13.552,温度6110~7200K
G型主序星光度0.53951~2.1478,温度5410~6030K
K型主序星光度0.053951~0.53951,温度3920~5250K
M型主序星光度<0.053951,温度2500~3850K
与实际值作对比:
其中,O、B星的光度界限偏差得非常大!B型主序星的光度范围严重缩水!
但这还不是最主要的问题。
2015年12月08日 15点12分 1
level 10
Hyp_Cos 楼主
在SE中,恒星(包括主序星、巨星、超巨星、白矮星、中子星,以及棕矮星、恒星级黑洞)可能是按照以下方式生成的。
首先,我们需要先确定一个星系,可能是RG 0-X-X-X(程序生成的星系)或者RG X(现实中的星系)。然后在星系中分区,即0-X-X-X-X或X-X。接下来就是八叉树迭代过程。在生成恒星之前可能会进行0~8次迭代。对于在程序生成的星系中生成的恒星,其名称为RS 0-X-X-X-X-n-X-X;对于在现实中的星系中生成的恒星,其名称为RS X-X-n-X-X,这里n就是八叉树迭代次数。
不同的迭代次数意味着不同的光度级别,像恒星的光谱类型一样。
n=0光度>10500(太阳光度=1)
n=1光度1735~10500
n=2光度378~1735
n=3光度91.74~378
n=4光度22.37~91.74
n=5光度4.961~22.37
n=6光度0.8544~4.961
n=7光度0.07495~0.8544
n=8光度<0.07495
由光度可以确定光谱(1楼所示,进而得到温度),然后恒星的
质量和半径是随机生成的。
但是,到此仅仅是生成了一个恒星系中的主星(光度最大的恒星)而已。
如果是双星,那么选一个小于主星的光度,作为伴星的光度,生成伴星。恒星系的总光度不变,
主星的光度就被伴星扣除了。
例如,总光度为0.45的双星,主星的光谱应该是K0V。如果生成了一个光度为0.2的伴星,那么伴星正常,主星只剩下0.25的光度,但主星的光谱还是K0V(温度还是5250K)!这是一个非常严重的问题!
对于三体星或者以上,一律按照层级结构生成,即双星套双星套双星……每一次生成时,伴星正常,主星总是会出现“光谱类型不变,光度下降”的变化。
2015年12月08日 16点12分 2
纠正:质量和半径不是随机生成的,而是根据光度和光谱类型按照一定的函数关系决定的。见7楼。
2015年12月09日 09点12分
level 6
每种光谱只有相应的唯一温度,倒是SE这几个版本一直有的问题。也许是涉及到一些运算和显示上的技术问题吧?官方论坛可能有讨论过,我忘了。
光度和Wiki不符的问题,Wiki上给出的光度是“热光度”,SE中标注的是“目视光度”,自然不同。多星光度那个倒确实可能是个bug,可以跟官方提一下。
SE应该还是更追求视觉上的效果,在物理的严谨性上还是很欠缺的。其实不仅是恒星,行星的生成也有一定固定模式,并不是完全随机的(至少对于Terra是这样的)。
2015年12月08日 16点12分 3
level 8
可以翻译成英文投到官网。。。话说作者怎么不以质量为基准生成主序星。。。我以前写过一个小的计算器就是以质量为基准的
2015年12月08日 22点12分 4
雾草,SE给的是目视光度。。。。
2015年12月08日 22点12分
level 11
强大
2015年12月08日 23点12分 5
level 13
楼主牛
2015年12月09日 08点12分 6
level 10
Hyp_Cos 楼主
调查了一些在现实中的星系里由程序生成的恒星(主要是所谓的O型主序星),结果如下表所示。
可以得出以下初步结论。
1、不论光谱如何,质量和光度总是成
增函数的决定关系。
2、质量小于20太阳质量时,光度与质量的3.5次方成正比;超过20太阳质量时,光度与质量成正比。
3、
【bug】光度偏离Stefan-Boltzmann定律,严重偏小!通过Stefan-Boltzmann定律算出的光度和程序给出的光度的比值列在右边第2列中。
4、温度相同时,不同主序星的光度偏离量几乎相同。
5、【bug】由于双星生成bug,导致部分光谱较早的主序星的质量和光度都小于光谱较晚的主序星。
6、
【bug】O型主序星的最低质量和最低光度严重偏离现实中的数值。
如果按照质量>16太阳质量算作O型主序星,那么只有所谓的O2V、O3V、O4V和一小部分O5V才算O型主序星,但这样光度界限就偏小了一些,直径则严重偏大。
如果按照光度>30000太阳光度算作O型主序星,那么只有所谓的O2V、O3V和部分O5V才算O型主序星,但这样质量界限就偏大了一些,直径也严重偏大。
如果按照直径>6.6太阳直径算作O型主序星,那么只有所谓的O2V~O6V和部分O7V才算O型主序星,但这样质量和光度的界限就都严重偏小。
2015年12月09日 09点12分 7
光度和质量的函数关系还算科学,维基的结论和这个差不多
2015年12月09日 22点12分
可能是半径有bug以及把目视光度和热光度搞混了
2015年12月09日 22点12分
所以我觉得生成的时候先生成质量再由质量决定其他参数好一些
2015年12月09日 22点12分
如果说“光度和质量的函数关系还算科学”,那么质量和温度/光谱之间的关系就不科学。
2015年12月10日 00点12分
level 7
大神。。。。没看懂。。。。
2015年12月10日 06点12分 8
level 13
感觉SE的bug满满的[滑稽]
2015年12月10日 13点12分 10
level 10
Hyp_Cos 楼主
太阳,光谱G2V,光度1[呵呵],温度5860K[疑问],质量1[呵呵],半径1.0965[喷]
明显的低级错误[汗]
另外,在0.9.7.4-patch-7版本中,上述【双星生成bug】【违反Stefan-Boltzmann定律bug】【O、B型主序星分界线bug】【太阳半径bug】还都存在!
2015年12月11日 13点12分 11
level 1
?
2022年01月28日 00点01分 12
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