Астрофизика: звёзды, галактики и закон Хаббла — 11 класс
Проверьте, как читают диаграмму звёзд, различают светимость и яркость и связывают расстояние со скоростью галактики.
Вопросы и ответы
Выберите ответ мысленно и откройте пояснение для проверки.
-
Что называют светимостью звезды?
Ответ и пояснение
Верный ответ: Энергию, которую звезда излучает за единицу времени
Светимость характеризует полную мощность излучения самой звезды. Видимая яркость дополнительно зависит от расстояния и других условий наблюдения.
-
Две звезды имеют одинаковую светимость. Вторая вдвое дальше от наблюдателя. Поглощением света пренебрегают. Каков поток излучения от второй по сравнению с первой?
Ответ и пояснение
Верный ответ: В четыре раза меньше
Излучение распределяется по сфере, площадь которой пропорциональна квадрату радиуса. При удвоении расстояния поток на единицу площади уменьшается в 2² = 4 раза.
-
Какая пара величин лежит в основе диаграммы Герцшпрунга — Рассела в школьном курсе?
Ответ и пояснение
Верный ответ: Спектральный класс или температура поверхности и светимость
По одной оси откладывают спектральный класс, цвет или температуру, а по другой — светимость или связанную с ней абсолютную звёздную величину.
-
На диаграмме красный гигант холоднее Солнца по температуре поверхности, но намного ярче по светимости. Что помогает объяснить его большую светимость?
Ответ и пояснение
Верный ответ: Значительно большая площадь излучающей поверхности
Более холодная поверхность излучает слабее с единицы площади. Большой радиус гиганта даёт гораздо большую площадь, что может обеспечить высокую полную светимость.
-
Какой процесс служит основным источником энергии Солнца и большинства звёзд главной последовательности?
Ответ и пояснение
Верный ответ: Превращение водорода в гелий в ядре звезды
Солнце получает энергию за счёт ядерных превращений, в итоге которых водород становится гелием. Это не химическое горение.
-
В учебной модели H₀ = 70 км/с на мегапарсек. Галактика находится на расстоянии 30 Мпк. Какова скорость удаления по линейному закону Хаббла?
Ответ и пояснение
Верный ответ: 2100 км/с
Используем v = H₀d. При расстоянии 30 Мпк получаем 70 × 30 = 2100 км/с.
-
Как меняются длины волн спектральных линий при космологическом красном смещении?
Ответ и пояснение
Верный ответ: Становятся больше по сравнению с лабораторными
При расширении Вселенной длины волн растягиваются. Линии смещаются к большим длинам волн, сохраняя узнаваемую картину спектра.
-
Что называют реликтовым излучением?
Ответ и пояснение
Верный ответ: Наблюдаемое сегодня микроволновое излучение ранней горячей Вселенной
Это космический микроволновый фон. Его происхождение связано с эпохой, когда расширившаяся Вселенная стала прозрачной для света.
На диаграмме звёзд положение объекта помогает сопоставить температуру поверхности и светимость. Сначала определите, какая величина по какой оси отложена, затем сравните две звезды.
Закон Хаббла описывает расширение Вселенной в среднем. В простых задачах используйте указанный коэффициент и проверяйте единицы расстояния. Движение отдельной близкой галактики может отличаться из-за местного притяжения.