过去，我研究过一些通用的天文程序，它们对您在观星生涯中可能需要完成的许多任务都很有帮助。但是，一些特定的工作更加复杂，需要专门的软件来进行相关的计算。因此，在这里，让我们来看看 Nightfall。

Nightfall 是一款可以处理涉及双星系统的计算的程序。它可以动画化双星系统，不仅考虑轨道速度，还考虑自转运动以及恒星由于彼此靠近而产生的形状变化。您可以模拟它的外观以及在观察双星系统时将记录的光变曲线类型。您甚至可以使用一组实际的观测数据，并为您正在研究的系统找到最佳拟合模型。

大多数发行版都不包含 Nightfall 的软件包，因此您需要从源代码构建它。 有几个依赖项，因此以下说明假定您正在使用基于 Debian 的发行版。如果您正在使用其他发行版，您应该能够找到适合您选择的发行版的类似软件包。要安装依赖项，请运行命令

sudo apt-get install libgtk2.0-0 libgtk2.0-dev gnuplot

Nightfall 还包括使用 OpenGL 处理您要建模的双星系统动画的 3D 渲染的能力。 如果您想使用 OpenGL，您还需要安装

sudo apt-get install libgl1-mesa-dev freeglut3-dev
 ↪libgtkgl2.0-dev libjpeg62-dev

安装完所有要求后，您就可以安装 Nightfall 本身了。您应该将目录更改为临时目录或源目录，您可以在其中解包和构建代码。到达那里后，使用以下命令下载最新版本的 Nightfall

wget http://www.la-samhna.de/nightfall/nightfall-1.88.tar.gz

然后，使用以下命令解压缩它

tar xvzf nightfall-1.88.tar.gz

当您配置 Nightfall 时，您可能需要包含 openmp 选项。 这使 Nightfall 可以使用您机器中可能拥有的多个 CPU 来加速所涉及的计算。您可以使用以下命令构建和安装 Nightfall

./configure --enable-openmp make sudo make install

这会将 Nightfall 安装在 /usr/local 目录下。然后您可以使用以下命令启动 Nightfall

nightfall -U

-U 选项是强制交互式使用 GUI 所必需的。

图 1. GUI 允许您在 Nightfall 中配置各种选项来设置您的模型。

现在 Nightfall 已经启动并运行，您将开始看到您可以对正在模拟的模型进行多少控制。第一个选项卡是您可以在其中设置双星系统模型的核心参数的地方。您可以设置两颗恒星的质量比和倾角。您还可以设置每颗恒星的表面温度和洛希瓣填充因子。温度有助于定义它们的亮度，而洛希瓣填充因子定义了恒星的变形。

根据具体条件，您可能会在中心恒星周围有一个吸积盘。第二个选项卡允许您设置吸积盘的类型（即它如何与中心恒星相互作用），以及更多的物理参数，如内外直径和温度。

高级选项卡允许您为您的模型设置一些不太明显的参数，例如轨道恒星的偏心率以及您是否还需要对大气进行建模。

现在您可以单击窗口顶部的“计算”按钮，在大多数现代机器上，它会很快完成。计算完成后，您可以绘制刚刚建模的系统的输出。

顶部菜单栏上的“输出”菜单项为您提供了多种显示计算结果的方式。第一个条目是 PlotCurve，它绘制了从远处观察者看到的光变曲线。 Gnuplot 用于绘制所看到的可见光量的实际图。

图 2. 计算完成后，您可以绘制观察到的光变曲线。

第二个输出选项是选择 ViewGeometry。此图显示了恒星自身如何在轨道内变形。

图 3. 您可以绘制双星系统中恒星的几何形状。

StarView 菜单项显示了从您的观测点观看双星系统的外观。还会弹出一个控制框，允许您更改轨道平面的倾角和轨道的相位。

图 4. 选择 StarView 可以让您从一定距离外观看双星系统。

RocheSlicer 菜单项提供了一种可视化恒星变形程度的方法。还会弹出一个控制框，允许您选择穿过恒星系统的各种切片。

图 5. RocheSlicer 允许您研究双星系统中恒星的变形。

最后一个菜单项是 DataSheet 选项。此选项会弹出一个新窗口，其中包含对所有已完成计算结果的文本描述。

图 6. DataSheet 为您提供了模拟的详细数值结果。

科学的关键之一是能够重现您的结果，包括实验结果和计算结果。考虑到这一点，您可以保存您刚刚运行的模型，并在以后再次加载它。这些模型通过单击菜单项“文件→保存配置”另存为配置。您可以通过单击菜单项“文件→打开配置文件”来加载以前的模型。如果您使用上面的说明编译并安装了 Nightfall，您将获得许多示例配置，您也可以使用它们。

Nightfall 不仅可用于确定给定的双星系统会是什么样子，而且您还可以输入自己的观测数据，并为这些观测计算最佳拟合模型。您可以通过单击菜单项“文件→打开数据文件”来加载您的观测数据。同样，如果您按照上面的说明编译并安装了 Nightfall，您将获得几个可以加载的示例数据文件。您可能应该先单击菜单项“文件→清除内存”。加载数据后，在主窗口中选择“数据拟合”选项卡。然后，您需要选择“质量”和/或“分离”按钮作为拟合的参数。然后，使用您在文本框中输入的容差，选择“使用容差拟合”按钮。您还可以选择使用模拟退火法或蒙特卡洛方法。您可能需要做一些研究，看看活跃的天文学家如何使用这些参数来找到最佳拟合模型。

最后要注意的是，您可以使用 GUI 执行的几乎所有操作都可以使用命令行选项执行。这意味着您可以生成许多具有不同参数集的不同模型，并自动生成相关的图表和输出数据。这样，您可以将工作分派到一些机器集群（但这正在进入“专业”天文学的领域，超出了本文的范围）。