Решение контрольной работы по астрономии (Вариант 1) — учебник Галузо, Голубев, Шимбалев

Ниже представлено подробное решение Варианта 1 контрольной работы, выполненное в строгом соответствии с содержанием и методикой учебника по астрономии (авторы: И. В. Галузо, В. А. Голубев, А. А. Шимбалев).

I уровень (Тестовые задания)

1. Как называется заметная группа звезд?

   • Ответ: б) астеризм.
   • Обоснование: В § 1 учебника созвездие определяется как участок неба в определенных строго очерченных границах. Характерные, легко узнаваемые группы звезд (например, «Ковш» Большой Медведицы), имеющие самостоятельные названия, называют астеризмами.

2. Какие величины относятся к горизонтальным координатам?

   • Ответ: а) A и h.
   • Обоснование: В горизонтальной системе координат (§ 2) положение светила однозначно определяется азимутом (A) и высотой над горизонтом (h).

3. Как обозначается местное время?

   • Ответ: в) T_λ.
   • Обоснование: Согласно § 5 учебника, местное время (время на данном географическом меридиане) обозначается латинской буквой T с подстрочным индексом долготы λ.

4. Какие тела НЕ относятся к малым телам Солнечной системы?

   • Ответ: б) спутники планет.
   • Обоснование: В главе IV (§ 21) к малым телам причисляются астероиды, кометы, метеороиды (метеорные тела). Спутники планет классифицируются как отдельная самостоятельная категория небесных тел.

5. Что является общим свойством всех планет-гигантов?

   • Ответ: а) наличие колец.
   • Обоснование: Согласно § 18, все четыре планеты-гиганта (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун) обладают системами колец различной плотности, ширины и яркости.

II уровень (Расчетная задача)

Условие задачи

Дано:

• p = 22,4″ (горизонтальный параллакс астероида)
• R = 6371 км (средний радиус Земли)
• c = 300 000 км/с (скорость распространения света в вакууме)

Найти:

1. D — расстояние от Земли до астероида.
2. t — время прохождения и возвращения радиосигнала.

Решение

1. Расстояние D через горизонтальный экваториальный параллакс (§ 10) вычисляется по формуле:

D = R / sin(p) ≈ (R × 206 265″) / p″

где 206 265″ — количество угловых секунд в одном радиане.

D = (6371 × 206 265) / 22,4 ≈ 58 665 818 км

2. Радиосигнал проходит расстояние до небесного тела и обратно, то есть суммарный путь равен 2D. Время приема отраженного сигнала составляет:

t = (2 × D) / c = (2 × 58 665 818) / 300 000 ≈ 391,1 с ≈ 6,5 мин

Ответ: D ≈ 58,7 × 10⁶ км; t ≈ 391,1 с (около 6,5 минут).

III уровень (Характеристики и эволюция звезд)

1. Выбор наименее яркой звезды

Видимая яркость звезды для земного наблюдателя выражается видимой звездной величиной (m). Действует правило: чем больше положительное числовое значение m, тем слабее (менее ярко) светит звезда.

• В приведенной таблице максимальное значение m = 1,12 принадлежит звезде № 2.
• Спектральный класс данной звезды — B8.

2. Определение физических параметров звезды № 2 (класс B8)

На основе материалов главы V (§ 25–28), посвященных шкале спектральных классов и эволюционным трекам звезд:

1. Масса звезды: Звезды раннего спектрального класса B (голубовато-белые звезды главной последовательности) существенно превосходят Солнце по массе. Для подкласса B8 характерная масса составляет около 3 M_☉ (три массы Солнца).
2. Время нахождения на главной последовательности: Скорость термоядерного выгорания водорода в звездном недре резко возрастает с ростом массы. Для светил подкласса B8 продолжительность фазы главной последовательности значительно меньше солнечной и составляет ориентировочно 400–500 миллионов лет (примерно 0,5 × 10⁹ лет).
3. Заключительная стадия эволюции: Начальная масса звезды (около 3 масс Солнца) не превышает предельное критическое значение (около 8–10 M_☉), необходимое для гравитационного коллапса с образованием нейтронной звезды или черной дыры. Следовательно, пройдя фазу красного гиганта и стадию сброса внешних слоев в виде планетарной туманности, звезда закончит свой эволюционный цикл в качестве белого карлика.