Владимир Сурдин - Вселенная в вопросах и ответах. Задачи и тесты по астрономии и космонавтике

Расставить в порядке усиления черноты:

a) черный ящик;

б) черная дыра;

в) абсолютно черное тело.

Как будет выглядеть звездное небо для наблюдателя, летящего на субсветовом звездолете (т. е. со скоростью, близкой к скорости света)?

Солнечный ветер (поток протонов, электронов и α-частиц) имеет следующие средние параметры в районе земной орбиты: плотность числа частиц около n = 10 см –3(можно считать, что в основном это протоны) и скорость около v = 450 км/с. А солнечная постоянная (т. е. интенсивность солнечного излучения вблизи Земли) приблизительно равна I = 1,4 кВт/м 2. Что оказывает большее давление на абсолютно отражающую плоскость в космическом пространстве — солнечный свет или солнечный ветер?

Солнечный ветер (поток протонов, электронов и α-частиц) имеет следующие средние параметры в районе земной орбиты: плотность числа частиц около n = 10 см –3(можно считать, что в основном это протоны) и скорость около v = 450 км/с. А солнечная постоянная (т. е. интенсивность солнечного излучения вблизи Земли) приблизительно равна I = 1,4 кВт/м 2. В какой из этих двух форм Солнце теряет больше энергии-массы?

Почему звезды-гиганты и звезды-карлики одинаковых спектральных классов имеют разную температуру поверхности? Какие из них горячее?

Почему в недрах звезд термоядерные реакции идут вплоть до железа, а первичный космологический нуклеосинтез практически остановился на гелии?

Почему в недрах звезд для переработки заметной доли водорода в гелий требуются миллиарды лет (в лучшем случае — миллионы), а в эпоху Большого взрыва, когда температура и плотность вещества были примерно такими же, как в недрах звезд, за первые 3 минуты после начала расширения Вселенной вещество на четверть стало гелием?

В звездном скоплении N одинаковых звезд. Каждая имеет блеск m звездных величин. Каков полный блеск этого скопления?

В звездном скоплении N 1 одинаковых звезд с блеском m 1 у каждой и N 2 одинаковых звезд с блеском m 2 у каждой. Каков полный блеск этого скопления?

Звезда, удаленная от Солнца на R парсеков, движется перпендикулярно лучу зрения со скоростью V км/с. На сколько угловых секунд ( A ) перемещается она за 100 лет для земного наблюдателя на фоне очень далеких объектов, например квазаров?

Вечером 11 ноября 1572 г. Тихо Браге обнаружил вспышку сверхновой звезды в Кассиопее. Как отметил сам Тихо и другие наблюдатели, эта звезда была намного ярче Сириуса (который восходит в ноябре после полуночи) и даже ярче Венеры (а была ли она видна в тот период?). В последующие дни звезду можно было наблюдать и при дневном освещении (а какова была высота Сверхновой Тихо над горизонтом в светлое время суток?).

В начале октября 1604 года в «правой пятке» фигуры Змееносца вспыхнула новая звезда — Сверхновая Кеплера (Stella Nova Joannis Keppleri). Она вспыхнула вслед за Сверхновой Тихо Браге 1572 г. и оказалась последней вплоть до наших дней, которую можно было наблюдать в нашей Галактике невооруженным глазом. В максимуме блеска ее яркость достигла почти –2,5 m, лишь немногим уступая Сверхновой Тихо (−4 m).

Попробуйте восстановить условия наблюдения Сверхновой Кеплера: как долго ее можно было наблюдать в течение ночи, высоко ли она поднималась в Западной Европе, в какой фазе была Луна в дни максимальной яркости звезды и какие планеты были видны с ней по соседству?

Закон Хаббла, связывающий расстояние до галактики и скорость ее удаления от наблюдателя, часто иллюстрируют двумерной моделью надуваемого шарика.

Проверьте вычислениями, действительно ли в этой модели реализуется закон Хаббла, т. е. скорость удаления прямо пропорциональна расстоянию. Учтите, что все измерения делаются на поверхности шарика.

Христиан Гюйгенс в 1656 г. описал одно из своих открытий в созвездии Орион как «отверстие в небесном своде, дающее возможность бросить взгляд в другую лучезарную область пространства». Что в действительности нашел на небе Гюйгенс?

Астроном измерил красное смещение линий в спектре далекой галактики: оно оказалось равным z . Приняв постоянную Хаббла H 0 = 70 км/с/Мпк, определите, сколько лет шел свет от этой галактики до астронома.

Астрометрический спутник GAIA измеряет положение звезд с точностью 0,00002″. На каком расстоянии от Солнечной системы он мог бы заметить годичные смещения Солнца, вызванные обращением Юпитера вокруг него?

Используя карту звездного неба, определите минимальное расстояние (в парсеках) между Туманностью Андромеды (М31) и спиральной галактикой в Треугольнике (М33).

При наблюдении диска Галактики в оптический телескоп астрономам доступна область радиусом около 3 кпк вокруг Солнца; на больших расстояниях поглощения света межзвездной пылью не позволяет что-либо надежно увидеть. В этой области обнаружено около 1500 рассеянных звездных скоплений. Оцените полное количество рассеянных скоплений в галактическом диске, если его радиус около 18 кпк.

Туманность Андромеды приближается к Солнечной системе со скоростью 301 км/с, но в основном это связано с движением самой Солнечной системы по орбите вокруг центра Галактики почти точно в сторону Туманности Андромеды. Скорость же сближения Туманности Андромеды с центром нашей Галактики составляет лишь 110 км/с. Приняв расстояние до Туманности Андромеды равным 2,5 млн световых лет, оцените, через какое время произошло бы тесное сближение наших двух галактик, если бы их взаимная скорость оставалась неизменной.