Решения астрономической олимпиады "Надежда астронома"- 2009

Решения астрономической олимпиады "Надежда астронома"- 2009

1.  Необходимо определиться в какой фазе сегодня находится Луна. В силу того, что солнечное затмение происходит в период новолуния, а лунное в период полнолуния, поэтому если данных фаз сегодня не наблюдается, то значит и на Земле не будет этих видов затмений.

2. Вот некоторые наиболее значимые астрономические события кратные 2009 году:

  1. От 1 сентября -5509г начинается самое старое летоисчисление «Византийская эра»
  2. Самый ранний источник, в котором используется Зодиак (- 419г, месопотамский клинописный текст)
  3. Гиппарх ввёл тропический Зодиак в его современном виде (- 139г)
  4. Постройка первых механических часов (Герберт, 999г)
  5. Первые телескопические открытия (Г. Галилей, конец 1609г).
  6. Опубликованы первые два закона движения планет (И. Кеплер, 1609г).
  7. В «Гармонии мира» сформулирован третий закон планетных движений (И. Кеплер, 1619г).
  8. Впервые наблюдает предвычисленное прохождение Венеры по диску Солнца и весьма точно определяет параллакс Солнца (Дж. Хоррокс, 1639г).
  9. Выполнены первые измерения угловых диаметров планет (Х. Гюйгенс, 1659г).
  10. Открывается первая ЗАТМЕННО-ПЕРЕМЕННАЯ звезда ( Алголь (βПерсея)) (Г. Монтанари, 1669г).
  11. В России найден первый метеорит (№1) «Палласово железо» (1749г)
  12. Определяется расстояние до Солнца близкое к истинному (1769г, С.Я. Румовский)
  13. С оставлен первый каталог двойных звезд (1779г, Х. Майер)
  14.  Опубликован метод определения эллиптических орбит по трем наблюдениям (1809г, К.Ф. Гаусс)
  15. Открытие линейной поляризации света небесных тел (по наблюдениям двух комет и Луны, - 1809г, Ф. Д. Араго)
  16. Составлен первый русский звездный атлас (1829г, К.Рейссиг).
  17. Изобретен метод фотографирования (1839г, Л. Дагер)
  18. Основание Пулковской обсерватории (1839г, В.Я. Струве)
  19. Первые фотографии в астрономии (1839г, Луны - Л. Дагер, Д. Араго)
  20. Вычисляется зона, вход в которую подвергает тело разрушению (1849, Э.А. ош)
  21. Первое точное и определенное описывает деталей поверхности галилеевых спутников (1849г, У.Р. Доуэс)
  22. Открыт спектральный анализ (1859г, Г.Р. Кирхгоф, Р.В. Бунзен)
  23. Открывают вспышки на Солнце (1859г, Р. Кэррингтон, П. Ходжсон)
  24. «Метеоритная» теория строения колец Сатурна (1859г, Дж.К. Максвелл)
  25. Высказывается и проводится математическая обработка первой гипотезы вращения Галактики (1859г, М.А. Ковальский)
  26. Открывается периодический закон (1869г, Д.И. Менделеев)
  27. Первые измерения собственного излучения Луны (1869г, Л. Парсонс)
  28. Составляется первый фундаментальный звездный каталог, содержащий точные сведения о 1535 звездах (1879г, А. Ауверс, Германия)
  29. Возникновение теории приливов и гипотезы приливного происхождения (отрыва от Земли) Луны (1879г, Дж.X. Дарвин)
  30. Предложение системы часовых поясов (1879г, С. Флеминг, Канада)
  31. Открыта первая спектрально-двойная звезда (1889г, Э.Ч. Пикеринг, США)
  32. Вступает в строй Международная служба широты (1899г, с 1961г Международная служба движения полюсов)
  33. Началась эра передачи сигналов точного времени по радио  (1899г )
  34. Открытие давления света на твердые тела (1899г, П.Н. Лебедев, Россия)
  35. Первое измерение температуры звезд (1909г, Мюнх, Ю. Шейнер, Ю.Вильзинг, Германия)
  36. Открыто вращение звезд (1909г, Ф. Шлезингер, США)
  37. Основан в России Астрономический институт (1919г, Петроград, преобразован в 1943г в Институт теоретической астрономии)
  38. Основан Международный Астрономический Союз (МАС, 1919г)
  39. В стране вводится поясное время (РСФСР, 1919г)
  40. Развивается «катастрофическая» идея образования планет Солнечной системы в результате «встречи двух солнц» (1919, Д.Х. Джинс)
  41. Открыто «красное смещение» (закон Хаббла) (1929г, Э.П. Хаббл)
  42. Открыт первый планетарий в нашей стране (1929г, Москва)
  43. Построена количественная теория ядерных процессов внутри звезд (1939г, Г.А. Бете)
  44. Установлены подсистемы в структуре Галактики (1949г, Б.В. Кукаркин, СССР)
  45. Определяется современное значение видимых звездных величин Солнца и полной Луны (1949г, В.Б. Никонов).
  46. Устанавливается, что из ядер комет выбрасываются не только газы, но и твердые частицы (1949г, А.Д. Дубяго)
  47. Открыт солнечный ветер (1959г, «Луна-2»)
  48. Фотографирование обратной стороны Луны (1959г, "Луна - 3")
  49. Публикует третий Кембриджский каталог [3С], состоящий из 471 радиоисточника (1959г, М. Райл, Англия)
  50. Впервые наблюдается рождение звезд (по снимках 1947г, 1954г, 1959г, созв. Ориона)
  51. Публикуется первый фотографический «Атлас и каталог 356 взаимодействующих галактик» (1959г, Б.А. Воронцов-Вельяминов, СССР)
  52. Открытие в каменноугольных хондритах (метеоритах) сложных органических веществ (1959г, М. Кальвин, США)
  53. Рассчитан теоретический предел массы звезд в 60 солнечных масс (1959г). В 1970г он поднялся до 100, а сейчас до 150 масс Солнца
  54. Зарождение Интернета (1969г, США)
  55. Первый человек на Луне (1969г, КК «Аполлон–11», США, Нейл Армстронг)
  56. Открыта первая гравитационно - линзовая система  (1979г, Р.Дж. Вейманн,  Р.Ф. Касвелл,  Д. Велш, США)
  57. Первое исследование Сатурна КА (1979г, «Пионер-11», США).
  58. С января Плутон вышел на участок орбиты ближе Нептуна к Солнцу и ушел за орбиту Нептуна в марте 1999 года (1979г).
  59. Первое сближение КА с Нептуном (1989г, «Вояджер-2», США)
  60. Выведена на орбиту Международная астрофизическая обсерватория ГРАНАТ (1989г, СССР)
  61. Утверждена Туринская шкала астероидной опасности (1999г, ООН)
  62. Составлена первая глобальная трехмерная карта Марса (1999г, Дэвид Смит, Центр космических полетов им. Говарда, США)
  63. Обнаружено первое подтверждение рождения черной дыры (1999г, Гарик Израэлян)
  64. Получено первое подтверждение тонкой структуры метеорных потоков (1999г, Дэвид Ашер, Марк Бейли, Вячеслав Емельяненко)

3. На данном рисунке изображены звезды созвездия Большого Пса. Самая яркая - Сириус (α, сверху), правее Мирзам (β), внизу треугольник образуют: вершина - Везен (δ), у основания слева - Алудра (η, Алюдра), справа - Адара (ε).

4. Ответ : Для этого нужно нужно измерить высоту Солнца в полдень в двух пунктов на одном меридиане и по найденной дуге вычислить окружность Земли и отсюда ее радиус. Размеры земного шара впервые были оценены около 240 г. до н.э. Эратосфеном (276-194гг. до н.э.) в Александрии. Он нашел, что в день летнего солнцестояния в Сиене (ныне Асуан) Солнце в полдень проходит через зенит и заглядывает в глубокие колодцы, а в Александрии - на угловом расстоянии 1/50 окружности (7,2°) от него. Расстояние между этими городами, расположенными почти на одном меридиане, составляло 5000 греческих стадий. Следовательно, полная окружность равна 50000 стадий, а радиус земного шара R = 40000 стадий. Принимая наиболее вероятную длину стадий равной 175м, получаем R= 7000км. Современные определения дают R = 6378 км.

5.  Выбрав  любой день наблюдения, и учитывая, что в течение суток созвездие делает полный оборот вокруг М.Медведицы за 24 часа, вы получите два времени в течение данного дня, разделенные 6 часами или 3 месяца в течение года. Конкретное время зависит от дня наблюдения, так как в течение года также созвездие делает полный оборот.

6. Решение: Продолжительность дня определяется средним склонением Солнца в течение дня. В окрестности 21 марта склонение Солнца увеличивается со временем, поэтому день будет длиннее там, где 21 марта наступит позже. Новосибирск находится восточнее Москвы, поэтому продолжительность дня 21 марта в Новосибирске будет меньше.

7. Меркурий и Венера из-за неопределенности могут быть либо в одинаковой (например восточной) элонгации, либо в разных. Поэтому находить необходимо для обеих случаев. Решаем для случая круговых орбит. Обязательно делаем чертеж. Грубо получаем, что угловое расстояние в зависимости от расположение планет будет между ними в градусах 48-28= 20 или 48+28= 76. Если находить истинное расстояние в а.е. то, учитывая что от Земли до Солнца 1 а.е., находим из прямоугольных треугольников (потребуются дополнительные построения) примерные значения расстояний.
   Кроме того, решение будет очень сложным, если учитывать орбиты планет не круговыми, а эллиптическими, то тогда будет конкретные положения на конкретную дату и время.

8.   Расстояние до сверхновой  вспыхнувшей в созвездии Змееносца R ≈ 3333,3 пк * 3,26 ≈ 10870 св. лет. С 1604 года прошло 405 лет (2009 год). 10870+405= 11275 лет прошло с тех пор, когда взорвалась звезда, сбросив оболочку. О больше точности говорить не имеет смысла.

9. При свободном падении тело проходит путь, равный , где g – ускорение свободного падения. Ускорение свободного падения находим по формуле .  Подставляя значения массы и радиусов, получим, что gМеркурия=g Марса= 3,8 м/с2 (пересчитать для марса и венеры), следовательно тело в свободном падении на обоих планетах пролетит одно и то же расстояние без учета трения атмосферы.