Билеты по астрономии с ответами

полуось земной орбиты, перпендикулярная лучу зрения видна под углом 1.

1 парсек = 3,26 светового года = 206265 а. е. = 3 * 1011 км.

Измерением годичного параллакса можно надёжно установить расстоя-ние до звёзд, находящихся не далее 100 парсек или 300 св. лет.

Билет № 16. Звёзды классифицируются по следующим параметрам: размеры, цвет, светимость, спектральный класс.

По размерам звёзды делятся на звёзды-карлики, средние звёзды, нор-мальные звёзды, звёзды гиганты и звёзды-сверхгиганты. Звёзды-карлики – спутник звезды Сириус; средние – Солнце, Капелла (Возничий); нормаль-ные (t = 10 тыс. К) – имеют размеры между Солнцем и Капеллой; звёзды-гиганты – Антарес, Арктур; сверхгиганты – Бетельгейзе, Альдебаран.

По цвету звёзды делятся на красные (Антарес, Бетельгейзе – 3000 К), жёлтые (Солнце, Капелла – 6000 К), белые (Сириус, Денеб, Вега – 10000 К), голубые (Спика – 30000 К).

По светимости звёзды классифицируют следующим образом. Если при-нять светимость Солнца за 1, то звёзды белые и голубые имеют светимость в 100 и 10 тыс. раз больше светимости Солнца, а красные карлики – в 10 раз меньше светимости Солнца.

По спектру звёзды подразделяют на спектральные классы (см. таблицу).

Условия равновесия: как известно, звёзды являются единственными объектами природы, внутри которых происходят неуправляемые термо-ядерные реакции синтеза, которые сопровождаются выделением большого количества энергии и определяют температуру звёзд. Большинство звёзд находятся в стационарном состоянии, т. е. не взрываются. Некоторые звёзды взрываются (так называемые новые и сверхновые звёзды). Почему же в основном звёзды находятся в равновесии? Сила ядерных взрывов у стационарных звёзд уравновешивается силой тяготения, вот почему эти звёзды сохраняют равновесие.

Билет № 17. Закон Стефана-Больцмана определяет зависимость между излучением и температурой звёзд.

 = Т4  – коэффициент,  = 5,67 * 10-8 Вт/м2к4

 – энергия излучения единицы поверхности звезды

L – светимость звезды, R – радиус звезды.

С помощью формулы Стефана-Больцмана и закона Вина определяют длину волны, на которую приходится максимум излучения:

maxT = b b – постоянная Вина

Можно исходить из обратного, т. е. с помощью светимости и темпера-туры определять размеры звёзд.

Билет № 18. План:

1. Цефеиды

2. Новые звёзды

3. Сверхновые звёзды

Билет № 19. План:

1. Визуально двойные, кратные

2. Спектрально-двойные

3. Затменно-переменные звёзды

Билет № 20. Существуют разные типы звёзд: одиночные, двойные и кратные, стационарные и переменные, звёзды-гиганты и звёзды-карлики, новые и сверхновые. Существуют ли в этом многообразии звёзд, в кажу-щемся их хаосе закономерности? Такие закономерности, несмотря на раз-ные светимости, температуры и размеры звёзд, существуют.

1. Установлено, что с увеличением массы растёт светимость звёзд, при-чём эта зависимость определяется формулой L = m3,9, кроме того для мно-гих звёзд справедлива закономерность L  R5,2.

2. Зависимость L от t и цвета (диаграмма «цвет – светимость).

Цвет Красные Жёлтые Белые Голубые

Т 3000 К 6000 К 10000 К 20-30000 К

Чем массивнее звезда, тем быстрее выгорает основное топливо – водо-род, превращаясь в гелий ( ). Массивные голубые и белые гиганты выгорают за время 107 лет. Жёлтые звёзды типа Капеллы и Солн-ца выгорают за 1010 лет (tСолнца = 5 * 109 лет). Белые и голубые звёзды, вы-горая, превращаются в красные гиганты. В них происходит синтез 2С + Не  С2He . С выгоранием гелия звезда сжимается и превращается в белого карлика. Белый карлик со временем превращается в очень плотную звезду, которая состоит из одних нейтронов. Уменьшение размеров звезды приво-дит к её очень быстрому вращению. Эта звезда как бы пульсирует, излучая радиоволны. Их называют пульсарами – конечная стадия звёзд-гигантов. Некоторые звёзды с массой значительно большей массы Солнца сжимают-ся настолько, что превращаются так называемые «чёрные дыры», которые, благодаря тяготению, не испускают видимого излучения.

Билет № 21. Наша звёздная система – Галактика относится к числу эл-липтических галактик. Млечный путь, который мы видим, – это только часть нашей Галактики. В современные телескопы можно увидеть звёзды до 21 звёздной величины. Количество этих звёзд 2 * 109, но это лишь ма-лая часть населения нашей Галактики. Диаметр Галактики составляет примерно 100 тыс. световых лет. Наблюдая Галактику, можно заметить «раздвоение», которое вызвано межзвёздной пылью, закрывающей от нас звёзды Галактики.

Население Галактики.

В ядре Галактики много красных гигантов и короткопериодических це-феид. В ветвях дальше от центра много сверхгигантов и классических це-феид. В спиральных ветвях находятся горячие сверхгиганты и классиче-ские цефеиды. Наша Галактика вращается вокруг центра Галактики, кото-рый находится в созвездии Геркулеса. Солнечная система совершает пол-ный оборот вокруг центра Галактики за 200 млн лет. По вращению Сол-нечной системы можно определить примерную массу Галактики – 2 * 1011mЗемли . Звёзды принято считать неподвижными, но на самом деле звёз-ды движутся. Но поскольку мы значительно удалены от них, то это движе-ние можно наблюдать только в течение тысячелетий.

Билет № 22. В нашей Галактике помимо одиночных звёзд существуют звёзды, которые объединяются в скопления. Различают 2 вида звёздных скоплений:

1. Рассеянные звёздные скопления, например звёздное скопление Плея-ды в созвездиях Тельца и Гиады. Простым глазом в Плеядах видно, 6 звёзд, если же посмотреть в телескоп, то видна россыпь звёзд. Размер рас-сеянных скоплений – несколько парсек. Рассеянные звёздные скопления состоят из сотен звёзд главной последовательности и сверхгигантов.

2. Шаровые звёздные скопления имеют размеры до 100 парсек. Для этих скоплений характерны короткопериодические цефеиды и своеобразная звёздная величина (от –5 до +5 единиц).

Русский астроном В. Я. Струве открыл, что существует межзвёздное по-глощение света. Именно межзвёздное поглощение света ослабляет яркость звёзд. Межзвёздная среда заполнена космической пылью, которая образу-ет так называемые туманности, например, тёмные туманности Большие Магеллановы облака, Конская Голова. В созвездии Ориона существует га-зопылевая туманность, которая светится отражённым светом ближайших звёзд. В созвездии Водолея существует Большая Планетарная туманность, образовавшаяся в результате выброса газа ближайшими звёздами. Ворон-цов-Вельяминов доказал, что выброс газов звёздами-гигантами достаточен для образования новых звёзд. Газовые туманности образуют слой в Галак-тике толщиной в 200 парсек. Они состоят из H, He, OH, CO, CO2, NH3. Нейтральный водород излучает длину волны 0,21 м. По распределению этого радиоизлучение определяют распределение водорода в Галактике. Кроме того в Галактике есть источники тормозного (рентгеновского) ра-диоизлучения (квазары).

Билет № 23. Вильям Гершель в XVII веке нанёс на звёздную карту очень много туманностей. Впоследствии оказалось, что это гигантские га-лактики, которые находятся за пределами нашей Галактики. С помощью цефеид американский астроном Хаббл доказал, что ближайшая к нам га-лактика М-31, находится на расстоянии 2 млн световых лет. В созвездии Вероники обнаружено около тысячи таких галактик, удалённых от нас на миллионы световых лет. Хаббл доказал, что в спектрах галактик есть красное смещение. Это смещение тем больше, чем дальше от нас галакти-ка. Иначе говоря, чем дальше галактика, тем её скорость удаления от нас больше.

Vудаления = D * H H – постоянная Хаббла, D – смещение в спектре.

Модель расширяющейся вселенной на основании теории Эйнштейна подтвердил русский учёный Фридман.

Галактики по типу бывают неправильные, эллиптические и спиральные. Эллиптические галактики – в созвездии Тельца, спиральная галактика – наша, туманность Андромеды, неправильная галактика – в Магеллановых облаках. Помимо видимых галактик в звёздных системах существуют так называемые радиогалактики, т. е. мощные источники радиоизлучения. На месте этих радиогалактик нашли небольшие светящиеся объекты, красное смещение которых настолько велико, что они, очевидно, удалены от нас на миллиарды световых лет. Их назвали квазарами, потому что их излуче-ние иногда мощнее, чем излучение целой галактики. Возможно, что кваза-ры – это ядра очень мощных звёздных систем.

Билет № 24. Последний звёздный каталог содержит более 30 тыс. га-лактик ярче 15 звёздной величины, а при помощи сильного телескопа можно сфотографировать сотни миллионов галактик. Всё это вместе с на-шей Галактикой образует так называемую метагалактику. По своим разме-рам и количеству объектов метагалактика бесконечна, она не имеет ни на-чала, ни конца. По современным представлениям в каждой галактике про-исходит вымирание звёзд и целых галактик, равно как и возникновение новых звёзд и галактик. Наука, изучающая нашу Вселенную как единое целое, называется космологией. По теории Хаббла и Фридмана наша все-ленная, учитывая общую теорию Эйнштейна, такая Вселенная расширяет-ся примерно 15 млрд лет назад ближайшие галактики были ближе к нам, чем сейчас. В каком-то месте пространства возникают новые звёздные системы и, учитывая формулу Е = mc2, поскольку можно говорить о том, что поскольку массы и энергии эквивалентны, то взаимное превращение их друг в друга представляет собой основу материального мира.