Das Massenverhältnis ist definiert als Masse(Sekundärk.)/Masse(Primärk.), ist also größer als 1.0 wenn die Sekundärkomponente die höhere Masse besitzt.
Die Inklination ist der Winkel, unter dem die Bahnebene des Doppelsterns von der Erde aus erscheint. Nur für Inklinationswinkel nahe 90 Grad (Seitenansicht) ist eine Bedeckung möglich.
Das Roche-Volumen ist die maximale Größe, die ein Stern in einem Doppelsternsystem haben kann. Es ist etwa tropfenförmig, und in der Größe abhängig vom Massenverhältnis -- der massereichere Stern hat das größere Roche-Volumen. Wenn die Größe der Sterne das Roche-Volumen überschreitet, bilden sie ein System mit einer gemeinsamen Hülle.
Um die Größe der zwei Sterne zu definieren, müssen die Füllfaktoren beider Sterne (das Maß, in dem sie ihr jeweiliges Roche-Volumen ausfüllen) angegeben werden. Der Füllfaktor ist definiert in Einheiten des maximalen polaren Radius (also des polaren Radius des jeweiligen Roche-Volumens.
Die Temperatur ist die Oberflächentemperatur der Sterne (in Kelvin). Die Helligkeit eines Sterns hängt ab von seiner Oberfläche (also Größe) und seiner Temperatur.
Massenverhältnis: 0.0001 - 10000 Inklination: 0 - 90 Füllfaktor: 0.001 - 1.3 Temperatur: 350 - 350000 (Schwarzkörper) 3000 - 35000 (Modellatmosphäre)Falls ein Parameter außerhalb des gültigen Bereiches ist, wird er zurückgesetzt auf den Grenzwert. Für Füllfaktoren über eins ist das Massenverhältnis auf 0.003 - 50 beschränkt.
Zwischenergebnisse gibt (viele) Zwischenergebnisse aus. Eher für Experten gedacht.
Status gibt aktuelle Status-Information aus.
Nützlich im Falle länglicher Rechnungen (z.B.
Datenanpassung), damit man sieht, daß das Programm
noch 'lebt'.
Speicher löschen Vor Einlesen von Daten für
einen neuen Stern sollte diese Funktion benutzt
werden, um alle Daten für den aktuellen Stern
aus dem Speicher zu löschen, sonst wird's etwas
chaotisch ...
Es ist nicht möglich, selektiv nur Teile der
Daten zu löschen.
Konfiguration lesen Erlaubt es, eine Datei
zu lesen, die die Geometrie eines Doppelsterns
definiert. Zum Format siehe Handbuch oder
die mitgelieferten Beispieldateien.
Wichtig Letztere enthalten Anweisungen zum
Lesen von Daten, daher sollte die
Speicher löschen Funktion zuvor aktiviert
werden.
Konfiguration speichern Hiermit wird die
aktuelle Geometrie des Doppelsterns (inklusive
Sternflecken etc.) für spätere Verwendung in eine
Datei abgelegt. Befehle zum Lesen der aktuellen
Daten werden automatisch eingefügt.
Beenden beendet die Anwendung.
SternBlick zeigt den Stern so, wie ein naher
Beobachter ihn sehen würde. Der Phasenwinkel
und die Inklination können interaktiv gewählt
werden.
RocheSchnitt erlaubt es, einen Schnitt durch
das Roche-Potential zu sehen. Es ist möglich,
interaktiv zwischen X-Y Ebene (Bahnebene) und
X-Z Ebene (senkrecht zur Bahnebene) zu wechseln.
Auch die Höhe über der gewählten Ebene kann
variiert werden.
Geometrie bietet ein paar nette Grafiken (nicht-
interaktive versionen von
Datenblatt öffnet ein Fenster zur Anzeige von
Daten über den Doppelstern, z.B. individuelle
Massen, größten (Punkt-) und kleinsten
(polaren) Radius, mittlere Temperaturen etc.
Im wesentlichen ist dies der Kopfteil der
Ausgabedatei NightfallCurve.dat.
Linienprofil zeigt das Profil einer Absorptions-
linie im Spektrum des Sterns. Die Phase kann
interaktiv variiert werden. Erfordet zuvor eine
Berechnung des Linienprofils.
Eine Phase stellt die Lichtkurve für eine volle
Bahnperiode dar.
Filter: Nightfall berechtet die Lichtkurve für mehrere
verschiedene Filter, die in der Astronomie benutzt
werden.
Jeder dieser Filter ist nur für einen bestimmten Bereich
von Wellenlängen des Lichtes empfindlich (ebenso wie
auch das menschliche Auge).
Es besteht die Wahlmöglichkeit zwischen den UBVRIJHK
Breitband-Filtern, die vom ultravioletten (U) bis ins
infrarote (JHK) reichen, und den Schmalbandfiltern des
Strömgren uvby Systems. Die Empfindlichkeit des
menschlichen Auges entspricht am besten den V und
Stroemgren v Filtern.
In der Darstellung des Roche-Potentials werden Kontur-
linien für die Sterne, die Roche-Volumina, und für das
Lagrange 2 Potential (das Kontaktsysteme begrenzt)
eingezeichnet.
Zur Definition eines Sternflecks sind die folgenden
vier Parameter notwendig:
Länge in Grad, im Uhrzeigersinn von der Linie, die
von der Primär- zur Sekundärkomponente zeigt.
Breite in Grad, vom Äquator aus.
Radius in Grad.
Helligkeit ist der (dimensionslose) Faktor,
mit dem die Temperatur des Flecks relativ zur
Sternoberfläche variiert. (Die tatsächliche
Helligkeit ist proportional zur vierten Potenz
der Temperatur !)
Eine Tertiärkomponente wird betrachtet als ein
Stern der nie bedeckt wird, d.h. er wird nicht
auf Bedeckung getestet. Er hat jedoch eine
Auswirkung auf den Kontrast einer Bedeckung, also
die Tiefe des Lichtminimums.
Tertiäres Licht ist definiert durch die Gleichung
L1 + L2 + L3 = Gesamthelligkeit = 1.0, wobei L1, L2
der Beitrag des Doppelsterns ist, und L3 derjenige
der Tertiärkomponente. Der erlaubte Bereich für
L3 reicht von 0.0 bis 0.98.
MENÜLEISTE
Im oberen Teil des Fensters der Anwendung befindet sich eine
Menüleiste mit den folgenden Menüs:
Datei
Daten lesen Diese Option ermöglicht es,
beobachtete Daten aus einer Datei zu lesen,
z.B. zur Anpassung eines Modells. Das
Format der Datei wird im Handbuch erklärt,
siehe auch die mitgelieferten Beispieldateien.
Ausgabe
Lichtkurve stellt die berechnete Lichtkuve dar.
Falls Beobachtungsdaten für den gewählten Filter
vorhanden sind, werden sie ebenfalls eingezeichnet.
Der Filter und der gewünschte Teil der der
Lichtkurve kann auf Seite Darstellung gewählt
werden. Natürlich muß erst einmal eine Lichtkurve
berechnet werden.
Fortgeschrittene Optionen
Asynchrone Rotation
Synchrone Rotation bedeutet, daß beide Sterne mit
der Bahnperiode rotieren, sodaß sie sich immer die
gleiche Seite zukehren (wie der Mond zur Erde).
Asynchrone Rotation bedeutet also, daß die Sterne
schneller oder langsamer als mit der Bahnperiode
rotieren. Die asynchrone Rotationsrate F_Rate ist
definiert relativ zur Bahnperiode, d.h. ein Wert von
1.0 entspricht synchroner Rotation.
Wichtig Der kritische Radius eines Sterns hängt ab
von F_Rate.
Für Werte größer 1.0 schrumpft er, d.h. Sterne mit
einem Füllfaktor von 1.0 (beide) sind nicht mehr
in Kontakt.
Für Werte kleiner 1.0 expandiert er, d.h. Sterne
können sich 'schneiden', sogar mit einem Füllfaktor
kleiner 1.0.
Exzentrische Bahn
Aufgrund der Kepler-Gesetze ist die Form der Bahn eine
Ellipse. Meistens ist die Bahn nahe einem Spezialfall
von Ellipsen - ein Kreis. Manchmal jedoch ist die Bahn
eines Doppelsterns deutlich exzentrisch, also nicht
kreisförmig. Um eine exzentrische Bahn zu definieren,
sind zwei Parameter nötig:
Exzentrizität ist definiert als (r2 - r1)/(r2 + r1),
wobei r1 der kleinste und r2 der größte Abstand ist.
Offensichtlich entspricht eine Exzentrizität von 0.0
einer Kreisbahn. Die Obergrenze in Nightfall
ist 0.95 (etwas beliebig).
Länge des Periastrons ist die Länge (in Grad) des
Periastrons, d.h. des Punktes der Bahn, an dem die Sterne
sich am nähesten kommen.
Anteilige Sichtbarkeit
Berechnung anteiliger Sichtbarkeit (anteiliger Bedeckung)
individueller Oberflächenelemente, die am Rand des
Schattens liegen.
Ergibt eine glattere Lichtkurve in problematischen Fällen
(erkennbar an 'Spitzen' in der Kurve während der Bedeckung).
Modellatmosphäre
Benutzung von (tabellierten) Flüssen aus theoretischen
Berechnungen von Modellatmosphären, anstelle der
Schwarzkörper-Näherung für Flüsse.
Detaillierte Reflektion
Standardmäßig wird die Beleuchtung durch den Begleitstern
so behandelt, als ob dieser eine Punktquelle sei.
Das kann zu falschen Ergebnissen führen, wenn der
Begleiter einen großen Füllfaktor hat.
Mit detaillierter Reflektion wird die gegenseitige
Beleuchtung über alle Paare von Oberflächenelementen
berechnet. Durch mehrere Iterationen (2-3) kann die
Genauigkeit weiter gesteigert werden.
Da dies ein N^2 Algorithmus ist, ist er etwas langsam...
Randverdunkelung
Der Rand eines Sterns ist dunkler als die Mitte der
sichtbaren Scheibe. Zur Berücksichtigung dieses
Effektes stehen verschiedene Näherungen zur Verfügung,
die die Randverdunkelung als Funktion des Winkel-
abstands zum Rand beschreiben: entweder ein einfaches
lineares Gesetz, ein quadratisches Gesetz oder eine
Wurzelfunktion. Da es auch eine Abhängigkeit von der
Temperatur gibt (die nicht konstant ist über die
Sternoberfläche), gibt es auch eine Option, die Rand-
verdunkelung für jedes Oberflächenelement individuell
zu rechnen.
Schrittzahl
Hiermit wird festgelegt, mit welcher Anzahl von
Schritten die Lichtkurve berechnet wird.
Linienprofil
Diese Option ermöglicht es, für jeden Schritt im
Phasenwinkel das Profil einer Absorptionslinie im
Spektrum des Sterns zu berechnen. Das Resultat kann
mit der Option Linienprofil im Ausgabe-Menü
betrachtet werden.
Darstellung
Optionen für Lichtkurve
Alle diese Optionen haben nur für folgende Darstellungen
eine Wirkung.
Zwei Phasen stellt die Lichtkurve für zwei aufeinander
folgende Bahnperioden dar.
Zoom Bedeckung (P) und Zoom Bedeckung (S) zeigt einen
vergrößerten Ausschnitt der Bedeckung der Primär- bzw.
Sekundärkomponente.
Falls Beobachtungsdaten für den gewählten Optionen für Geometrie
Diese Wahlmöglichkeiten umfassen die Darstellung des
Roche-Potentials (bzw. eines Schnittes in der Bahnebene),
und die Darstellung der Sterne selbst, bzw. des Netzes
auf der Oberfläche, durch das sie repräsentiert werden.
Postscript
Wenn diese Option eingeschaltet ist, wird die Ausgabe
von Lichtkurve und Geometrie in eine Postscript-
Datei Nightfall.ps umgelenkt.
Diese Datei wird bei jeder neuen Darstellung
überschrieben.
Data Fitting
Name
Zur Benennung des Doppelsterns (wird mit abgespeichert
beim Schreiben einer Konfigurationsdatei).
Masse und Abstand
Zur Berechnung einer Radialgeschwindigkeitskurve
werden die Bahnperiode, die Gesamtmasse und der
Abstand der Sterne in absoluten Einheiten benötigt.
(in Nightfall: Tage, Sonnenmassen, und Sonnenradien).
Nur zwei dieser drei Angaben sind notwendig, die dritte
folgt dann aus den Keplergesetzen (Eingabefeld leer setzen
und Berechnen benutzen, um den korrekten Wert
zu erhalten).
Anpassen
Hiermit wird unter Benutzung des Simplex Algorithmus
diejenigen Kombination von Parametern ermittelt,
die die beste Übereinstimmung zwischen theoretischer
Licht/Radialgeschwindigkeitskurve und beobachteten
Daten ergibt. Automatische Datenanpassung hat eine
Reihe von Problemen - die nicht mit diesem speziellen
Algorithmus zusammenhängen - die etwas detaillierter
im Handbuch diskutiert werden.
Nach Ende der Anpassung werden die Parameter automatisch
auf die ermittelten besten Werte gesetzt.
Es ist empfehlenswert, den Algorithmus mindestens
einmal mit den gefunden Werten neu zu starten.
Alle eingelesenen Daten werden simultan angepasst.
Alle Parameter, für die die Option FIT eingeschaltet
ist, werden angepasst. Alle anderen bleiben konstant.
Simuliertes Abkühlen
Dieser Schalter bewirkt, daß statt des Simplex
Algorithmus ein alternativer Algorithmus benutzt
wird, der in stochastischer Weise den gesamten
Parameterraum durchsucht. Sehr zeitaufwendig.
Kartierung
Mit dieser Option wird eine zweidimensionale Karte
der Kostenfunktion (die ein Maß für die Güte der
Datenanpassung ist), in Bezug auf zwei Parameter
erstellt. Startwerte sind die aktuellen Werte,
Schrittweiten können eingegeben werden. Die Anzahl
der Schritte beträgt 16 x 16, d.h. 256 Modelle
werden gerechnet.
Sternflecken
Die maximale Zahl von Sternflecken pro Stern
wird beim Kompilieren des Programmes festgelegt,
der Standardwert ist zehn.
Nur zwei Flecken pro Stern können interaktive
definiert werden. Jeder dieser zwei Flecken kann
separat ein/ausgeschaltet werden.
(Weitere Sternflecken können auf der Kommandozeile
oder in einer Konfigurationsdatei definiert werden).
Tertiärkomponente
Hiermit ist es möglich, den eventuellen Beitrag
eines dritten Sterns (Tertiärkomponente) zur
Gesamthelligkeit zu berücksichtigen, getrennt für
die verschiedenen Filter.
GNOME session management
Nightfall unterstützt GNOME session management. Normalerweise
werden nur wenige Einstellungen gesichert (siehe das Menü
Optionen->Einstellungen). Wenn Nightfall jedoch
beim Beenden der GNOME-Sitzung läuft
und die aktuelle Sitzung beim Beenden gesichert wird,
wird bei der nächsten GNOME-Sitzung der Zustand von Nightfall
voll wiederhergestellt.