準正しい惑星系の手続き生成

そのため、Googleを介して、またはここで銀河全体を手続き的に生成する方法に関する検索を使用して見つけることができるリソースがたくさんあります。しかし、これらの基準に従う惑星システムを生成する方法に関する良いリソースを見つけることができませんでした：

システムは軌道の正確なシミュレーションである必要はありませんが、もっともらしい軌道に近いはずです。私は、システムが20万年後にどのように見えるかを気にするシミュレーションを気にしません。軌道は堅実かもしれません。私が直面している主な問題は、もっともらしいと思われるシステムをランダムに生成する方法です。これは、バイナリスターを備えたシステムがある場合に特に興味深いものになります。

軌道をランダムに作成するだけでは、妥当なシステムを構成することはできず、明らかに機能しない軌道になってしまいます。はい、私はN体の問題を知っています:)しかし、これは、少なくとも私は、もっともらしいシステム手続きを生成する問題を解決するのに私を助けませんか？

軌道上でランダムに惑星を生成し、それらに質量を与えてから、N体数学を使用して、それらが多かれ少なかれ有効かどうかを計算し、最初からやり直さなければ、一致するものを得るまでランダムに新しい軌道を生成できると思います、しかしこれは非常に非効率的です。

もっともらしい太陽系を作成するために、すべての軌道が親天体の影響圏内にあることを確認してください。ただし、他の天体の丘球やロシュの制限内にはありません。

影響の球は、安定した衛星が期待できる惑星の周りの最大半径です。

ロッシュ限界は 1つの天体が別の周り持つことができる最小の軌道半径です。それがより低い軌道にあるとき、それはバラバラになって、リングになります。

丘の球はあなたが非常に近い軌道を持つ同じ体の周りに二つの衛星を作成しないようにしたいとき関連しています。それは、惑星が「占める」最小と最大の軌道半径の間の範囲です。

3つの値はすべて、リンクされたウィキペディアの記事の式を使用して、質量と軌道半径から計算できます。

そこで、次のアルゴリズムを試します。

1. ランダムな軌道半径と質量を持つランダムな数の天体を作成します。半径と質量は対数スケールである必要があります。
2. 最大から最小まで、各惑星の丘球を計算します。より大規模な惑星の丘圏にあるより小さな大規模な惑星は、その惑星の月になります。0と親の影響範囲の間の対数分布を使用して、親の周りの月の軌道半径をランダムに生成します。
3. 月の丘の球体の衝突を解決するには、すべての月のシステムに対してステップ2を実行します。月が安定した衛星を持つことができるかどうかは、天文学コミュニティの間で議論の問題です（例は太陽系では知られていません）。月と月が必要ない場合は、小さい月を削除するか、別のランダムな軌道に乗せてください。
4. 親の周りのすべてのオブジェクトのロシュの制限を確認してください。ロシュの制限を下回った場合、リングに変換します（または単に削除します）。

これはシングルスターシステムを対象としていますが、バイナリスターシステムは対象外です。連星系には、共通の重心を周回する2つの星があります。惑星は、星の1つを周回する（S型軌道）か、非常に広い軌道上の共通の重心（P型軌道）のいずれかです。

連星システムが必要な場合は、最初に主星の周りに別の衛星として2番目の星を生成することをお勧めします。2番目の星の丘球にあるものはすべて2番目の星の軌道を回り、2番目の星の丘球よりも小さい半径を持つものは最初の星の軌道を回ります。重心を計算し、両方の星が月を周回するようにします。丘球よりも大きな軌道を持つものは、2つの星の重心を周回します（P型軌道）。

三次およびより大きなn連星系は、2番目を超える星が他の星に比べて非常に小さい場合にのみ安定します。これらの追加の星は、他の惑星と同様に処理する必要があります。

2体物理学に単純化します。N体物理学は一般に混oticとしており、安定した軌道にシミュレートすることはできません。

シングルスター

星が1つしかないシステムの場合、N体の問題を無視して、太陽から幾何学的に増加する距離に大まかに分布する惑星のセットを作成します。おそらく、特に大きな惑星が生成された場合、近すぎる隣人は不安定になり小惑星帯を形成するというルールを持つことができます。

太陽系の場合のように、星に近い惑星は必ずしも岩が多いわけではありません。

惑星の質量、距離、および軌道速度は相互に関連しています-値をランダムに選択する場合、これらのいずれか（おそらく軌道速度）を他の2つに依存させます。

連星

Wikipediaでこの回答を確認する前に、ハビタブルバイナリスターについては何も知らなかったので、これらの数字のいくつかを入手したHabitability_of_binary_star_systemsを読んでください。

1. 非円周惑星（惑星はバイナリシステム内の星のうちの1つだけを周回する）では、惑星の原初までの距離が他の星の最も近いアプローチの約5分の1を超える場合、軌道の安定性は保証されません。つまり、星AとBが距離ABのバイナリシステムを形成する場合、0.2 * ABより近い距離でAまたはBの周りに安定した惑星軌道を持つことができます。これらのシステムでは、近似として2体物理学を使用します。

2. 円周系では、惑星がバイナリペアから互いに2〜4倍離れている限り、これを2体問題として扱うことができます。この場合、惑星は2つの質量中心の周りを周回します。出演者

3. また、バイナリシステムのL4およびL5ラグランジュポイントを周回する惑星を持つこともできます。サイエンスフィクションの設定でこれに関する議論を見ただけです-私たちの太陽系の惑星のラグランジュポイントを占めることがわかっているのは小惑星サイズの物体だけであると思いますが、宇宙船には役立ちます。技術的には、これらのポイントが安定するためには、星の1つが他の星よりも大幅に大きい必要がありますが、実際の物理学をゲーム設定の邪魔にしたい程度はあなた次第です。

これは、既存の回答を補足する長いコメントです。

十分な時間があれば、惑星系はほとんど平面になります。シミュレーションを最初から平面に設定することにより、シミュレーションを単純化することもできます。少なくとも、ジミーが提案した2体の単純化を使用している場合は、残りをBinetの式で完了できます。一般相対性理論を無視すると、解決策は分析的です。そうでない場合は、ルンゲクッタのようなものが必要になります。