Перед Вами карта участка неба с треками четырех малых тел Солнечной системы в течение трех лет. Символы соответствуют положениям тел с интервалом в четверть года, символы в начале и конце треков увеличены в размерах. Масштаб карты показан в правом нижнем углу, на врезках показаны треки тел A и D с увеличением в два раза. Известно, что орбиты всех четырех тел эллиптические, в середине данного трехлетнего периода все они оказались в противостоянии с Солнцем и в точках перигелия либо афелия своих орбит. Тела движутся по орбитам в том же направлении, что и Земля. Считая орбиту Земли круговой, расставьте тела A, B, C и D в порядке возрастания их орбитальных периодов, от самого короткого до самого длительного.
Каталог задач
Условие. В таблице приведены характеристики телескопов-рефракторов A, B, C, D. Расположите их в порядке улучшения разрешающей способности при визуальных наблюдениях (от наихудшей к наилучшей). Считать разрешающую способность невооруженного глаза равной 2′, аберрации телескопов и атмосферные помехи не учитывать.
| Телескоп | A | B | C | D |
|---|---|---|---|---|
| Относительное отверстие объектива | 1:10 | 1:10 | 1:5 | 1:5 |
| Фокусное расстояние объектива, см | 50 | 100 | 100 | 120 |
| Фокусное расстояние окуляра, см | 0.5 | 0.4 | 0.5 | 2.0 |
Перед Вами фото Юпитера и его четырех галилеевых спутников, сделанное с Земли с экспозицией 4 часа, телескоп удерживал положение Юпитера в кадре в течение всей экспозиции. Во время фото Юпитер находился в перигелии своей орбиты, в западной квадратуре и на эклиптике в небе Земли. Изображение прямое, направление на северный полюс эклиптики соответствует направлению вверх на фото. Расставьте спутники A, B, C, D в порядке возрастания расстояния от Юпитера (т.е. от Ио до Каллисто). Считайте, что спутники движутся по круговым орбитам в плоскости экватора Юпитера.
Перед Вами кривые блеска некоторых звезд: с пятном на экваторе (A); с пятном в высоких широтах (B); с планетой, проходящей по центру видимого диска звезды (C); с планетой, проходящей по короткой хорде (D). Расставьте буквы A, B, C и D напротив цифр 1, 2, 3 и 4; известно, что каждая буква встречается в ответе один раз.
По оси абсцисс отложена орбитальная фаза (t/T, где t – время, T – период вращения звезды с пятном или планеты), вертикальный масштаб четырех графиков (звездные величины) может различаться. Пятно имеет круглую форму с постоянным радиусом, звезды и планеты – сферические. Орбиты планет – круговые. Пятно движется только вместе с вращающейся звездой, не перемещаясь по ее поверхности и не меняя размер. Радиус планеты и пятна в несколько раз меньше радиуса звезды. Во всех случаях наблюдатель находится в плоскости экватора звезды. Потемнение звезд к краю не учитывать.
Развернуть условие
Перед Вами четыре изображения фрагментов звездного неба с указанной линией горизонта. Известно, что все четыре изображения соответствуют разным пунктам на одном и том же меридиане Земли и умещаются в трехчасовой интервал времени. Расставьте изображения в хронологическом порядке, от самого раннего до самого позднего. Атмосферную рефракцию не учитывать.
В некотором пункте на экваторе Земли измеряется длительность восхода Солнца (от первого до последнего касания диска Солнца с горизонтом). Расставьте четыре даты года в порядке увеличения этой длительности (от самого короткого до самого долгого восхода): A – 20 марта; B – 21 июня; С – 22 сентября; D – 21 декабря. Эффекты рельефа и атмосферной рефракции не учитывать.
Условие (9 класс): На графике представлены пять возможных зависимостей типичного расстояния "зоны обитания" в окрестностях звезды с фиксированной эффективной температурой от радиуса этой звезды, выраженного в радиусах Солнца. Охарактеризуйте каждую из них:
-
Зависимость не может иметь место (буква A на листе ответов).
-
Зависимость соответствует звезде солнечного типа (буква B на листе ответов);
-
Зависимость соответствует звезде с температурой 3500 K (буква C на листе ответов);
-
Зависимость не соответствует звездам указанных выше двух типов, но может соответствовать звездам с другими температурами (буква D на листе ответов).
Считать свойства потенциальной обитаемой планеты полностью идентичными Земле, среда между звездой и планетой абсолютно прозрачна, орбита планеты круговая. Считать также, что возможность жизни определяется только температурой на планете и не зависит от спектрального состава излучения звезды.
Развернуть условие
Условие (10-11 классы): На графике представлены пять возможных зависимостей типичного расстояния "зоны обитания" в окрестностях звезды фиксированного спектрального класса от радиуса этой звезды, выраженного в радиусах Солнца. Охарактеризуйте каждую из них:
-
Зависимость не может иметь место (буква A на листе ответов).
-
Зависимость соответствует звезде спектрального класса G2 (буква B на листе ответов);
-
Зависимость соответствует звезде спектрального класса M0 (буква C на листе ответов);
-
Зависимость не соответствует звездам классов G2 и M0, но может соответствовать звездам других спектральных классов (буква D на листе ответов).
Считать свойства потенциальной обитаемой планеты полностью идентичными Земле, среда между звездой и планетой абсолютно прозрачна, орбита планеты круговая. Считать также, что возможность жизни определяется только температурой на планете и не зависит от спектрального состава излучения звезды.
Условие. Перед Вами карта расположения небесных объектов в июльскую ночь. Звезды и планеты показаны черными кружками с размерами, определяемыми их звездными величинами (шкала в нижнем левом углу рисунка), шаровые звездные скопления – кружками с крестом. Расположите объекты A, B, C, D и E в порядке увеличения расстояния от Земли в момент наблюдений.
Условие. Расположите перечисленные тела в порядке возрастания отношения средних температур на полюсе (PL) и экваторе (EQ), K=TPL/TEQ, от минимального к максимальному. Температуры определяются на поверхности планет и спутников (рельефом пренебречь) и в фотосфере (на видимой поверхности) звезд.
A – Солнце, B – Луна, С – Земля, D – Титан, E – Регул (период вращения – 16 часов).
Условие. Перед вами данные о пяти ярких звездах ночного неба Земли, расположенные в порядке убывания видимой яркости: название, гелиоцентрическое собственное движение и лучевая скорость , расстояние r и видимая звездная величина m. Расставьте эти звезды также в порядке убывания максимальной видимой яркости в небе Земли в прошлом или будущем, от самой яркой к самой слабой, поставив буквы A-E в нужном порядке в таблице на листе ответов. Считать звезды сферическими и одиночными, их светимость — постоянной во времени, траектории относительно Солнца — прямыми линиями. Межзвездным поглощением света пренебречь.
| Название | μ, ″/год | , km/c | r , пк | m | |
|---|---|---|---|---|---|
| Α | Сириус | 1.339 | -5.5 | 2.64 | -1.46 |
| В | Канопус | 0.031 | +21.0 | 96.0 | -0.72 |
| С | Арктур | 2.278 | -5.2 | 11.24 | -0.05 |
| D | Вега | 0.350 | -20.6 | 7.67 | 0.03 |
| Е | Капелла | 0.434 | +30.2 | 12.90 | 0.08 |
Развернуть условие
Условие. Расположите астрономические открытия A-E в хронологическом порядке, от самого раннего к самому позднему:
-
A Первое измерение скорости света
-
B Определение светимости ярчайших звезд ночного неба
-
C Открытие ярчайших спутников Юпитера
-
D Открытие аберрации света
-
E Первое определение годичного параллакса у далеких звезд
Условие. Полная Луна покрывает звезду μ Близнецов. Явление видно практически на всей территории России. На рисунке показаны видимые пути звезды за Луной в Москве (A, географические координаты 56°N, 38°E), Санкт-Петербурге (B, 60°N, 30°E), Екатеринбурге (C, 57°N, 61°E), Челябинске (D, 55°N, 61°E) и Новосибирске (E, 55°N, 83°E). Пути помечены цифрами 1-5, указаны моменты покрытия и выхода звезды из-за диска Луны в этих городах по Всемирному времени. Вертикальная стрелка показывает направление на Северный полюс мира. Расставьте буквы A-E напротив соответствующих цифр в листе ответов.
Условие. Расположите астрономические открытия A-E в хронологическом порядке, от самого раннего к самому позднему:
-
A Первое определение годичного параллакса у далеких звезд
-
B Установление природы квазаров
-
C Открытие аберрации света
-
D Установление зависимости "период-светимость" для переменных звезд цефеид, первое определение численных параметров этой зависимости
-
E Открытие закона Хаббла
Условие. Расположите небесные тела по величине минимальной длительности облета по устойчивой круговой орбите без включенных двигателей, от самого короткого до самого длительного облета:
A – Меркурий, B – Земля, C – Каллисто, D – Титан, E – черная дыра в центре галактики M87. Массу черной дыры считать равной масс Солнца. Движение по устойчивой орбите вокруг черной дыры возможно на расстоянии, не меньшем трех гравитационных радиусов центрального тела.
Комментарий только для 9 класса: черной дырой считается объект, сжавшийся до своего горизонта событий, формальное значение второй космической скорости на котором в представлении классической физики сравнивается со скоростью света. Радиус горизонта называется гравитационным радиусом тела.
Условие. Перед Вами - вид аналеммы (линии, описываемой Солнцем на небесной сфере в течение тропического года при фиксированном среднем солнечном времени) на Земле (A), Марсе (B), Юпитере (C), Сатурне (D) и Уране (E). Угловой масштаб рисунков различается. Аналеммы построены для момента среднего солнечного полудня в цилиндрической проекции, плоскость рисунка содержит небесный меридиан (см. схему). Расставьте буквы A-E в соответствии цифрам 1-5 на листе ответов.
Перед Вами фото частного солнечного затмения (прямое изображение) и четыре фотографии изображения Солнца на непрозрачном солнечном экране, сделанные в этот же момент в этом же пункте со стороны трубы телескопа вдоль оптической оси окуляра с помощью обычного фотоаппарата в нормальном (неперевернутом) положении, см. рисунок. В телескопе используется простой однолинзовый положительный окуляр Кеплера. Отметьте, какое из этих четырех фото было сделано с использованием рефлектора системы Грегори (A), системы Кассегрена (B), системы Ломоносова-Гершеля (телескоп только с главным зеркалом и окуляром, C), а какое фото не могло быть сделано ни с одним из этих трех телескопов (D).
Перед Вами четыре фото звезд, схожих по массе с Солнцем. Расположите их в порядке этапов эволюции звезды, от самого раннего к самому позднему. Считать, что все звезды на фото C образовались одновременно.
Расставьте четыре города России в порядке возрастания долготы светового времени в день весеннего равноденствия: Владивосток (43°07′ с.ш., 131°54′ в.д., А), Красноярск (56°01′ с.ш., 92°52′ в.д., В), Махачкала (42°59′ с.ш., 47°00′ в.д., С), Москва (55°45′ с.ш., 37°38′ в.д., D). Рельеф и разность состояния атмосферы не учитывать. Считать световым время, в течение которого хотя бы часть диска Солнца располагается над видимым горизонтом.
27 февраля 1953 года до нашей эры состоялось Великое соединение планет Меркурий (A), Венера (B), Марс (C) и Сатурн (D) поместились на небе Земли в область с диаметром 0.5°. При этом угловое расстояние планет от Солнца было максимально возможным для такого соединения, а фаза Меркурия была наименьшей из всех четырех планет. Расположите четыре планеты A, B, C, D по возрастанию их видимого диаметра на Земле в этот момент, от самого малого до самого большого.
Далекая затменная двойная система состоит из звезд с одинаковой эффективной температурой и химическим составом. Отметьте в таблице галочками, при каких сочетаниях эксцентриситета орбит звезд и их наклона к лучу зрения глубины главного и вторичного минимумов обязательно окажутся одинаковыми. Потемнением дисков звезд к краю пренебречь.
| 1 | Эксцентриситет e = 0, наклон орбит i = 0 |
|---|---|
| 2 | ≠ 0 Эксцентриситет e = 0, наклон орбит i |
| 3 | ≠ 0, наклон Эксцентриситет e орбит i = 0 |
| 4 | Эксцентриситет e ≠ 0, наклон орбит i ≠ 0 |