Тест по астрономии: Далёкие глубины вселенной (10-11 класс)
Тест по астрономии «Далёкие глубины вселенной» для 10-11 классов — это проверочная работа, предназначенная для оценки знаний учащихся о современных методах исследования космоса. Вопросы охватывают принципы работы наземных и космических телескопов, новые направления в астрофизике, такие как нейтринная и гравитационно-волновая астрономия, а также достижения российской науки в изучении Вселенной.
1
Какова основная причина размещения современных астрономических обсерваторий высоко в горах (например, в Чили)?
Правильный ответ:
Чтобы существенно уменьшить искажающее влияние земной атмосферыПояснение:
Размещение обсерваторий высоко в горах, например, в Андах на высоте 5000 метров, необходимо для минимизации негативного влияния атмосферы. Воздух там более разреженный и сухой, что снижает турбулентность и поглощение света, позволяя получать более четкие и детальные изображения небесных тел.2
Какую уникальную технологию используют телескопы Очень Большого Телескопа (VLT) для повышения разрешающей способности?
Правильный ответ:
Работа в режиме гигантского интерферометраПояснение:
Четыре телескопа VLT диаметром 8,2 метра каждый могут работать совместно как единый гигантский интерферометр. Эта технология позволяет объединять световые сигналы от разных инструментов, достигая углового разрешения, эквивалентного телескопу гораздо большего размера.3
Какое открытие в центре Млечного Пути было сделано благодаря инфракрасным наблюдениям?
Правильный ответ:
Обнаружение сверхмассивной черной дырыПояснение:
Инфракрасное излучение способно проходить сквозь плотные облака газа и пыли, скрывающие центр нашей Галактики. Наблюдения в этом диапазоне позволили изучить движение звезд в самом центре и доказать существование там невидимого объекта огромной массы — сверхмассивной черной дыры.4
Сравнимая с чем разрешающая способность достигается телескопами на Гавайских островах (0,004 угловой секунды)?
Правильный ответ:
С видимостью буквы «o» в учебнике с расстояния 100 кмПояснение:
Пространственное разрешение 0,004 угловой секунды является чрезвычайно высоким. Для наглядности это сравнивают с возможностью различить маленькую букву «о» в тексте учебника, находящегося на расстоянии 100 километров от наблюдателя.5
Для чего в современной наземной астрономии используются лазерные лучи, направляемые в небо?
Правильный ответ:
Для оценки и коррекции атмосферных искажений (адаптивная оптика)Пояснение:
Лазерный луч создает в верхних слоях атмосферы искусственную “звезду”. Анализируя искажения света от этой точки, компьютерная система телескопа в реальном времени деформирует зеркало (адаптивная оптика), компенсируя влияние атмосферной турбулентности и улучшая четкость снимков.6
Что удалось увидеть астрономам, заглянув в далекое прошлое Вселенной с помощью космических телескопов?
Правильный ответ:
Протогалактики, сформировавшиеся вскоре после Большого взрываПояснение:
Используя длительные экспозиции на космических телескопах, астрономы получили изображения объектов, свет от которых шел миллиарды лет. Это позволило увидеть протогалактики — первые сгустки материи, которые образовались менее чем через миллиард лет после рождения Вселенной (Большого взрыва).7
В чем заключается уникальность российской космической обсерватории «РадиоАстрон»?
Правильный ответ:
Она работает как интерферометр с базой размером от Земли до ЛуныПояснение:
«РадиоАстрон» движется по очень вытянутой орбите с апогеем до 360 000 км. Работая совместно с наземными телескопами, он образует радиоинтерферометр с гигантской базой (расстоянием между антеннами), что обеспечивает рекордное угловое разрешение, недостижимое для других инструментов.8
Какие процессы во Вселенной позволяет исследовать гамма-телескоп имени Ферми?
Правильный ответ:
Высокоэнергичные процессы рождения и аннигиляции частицПояснение:
Гамма-излучение имеет самую высокую энергию, поэтому телескоп Ферми предназначен для изучения экстремальных процессов: ядерных реакций, аннигиляции (взаимного уничтожения) частиц и античастиц, а также активности нейтронных звезд и черных дыр.9
Какую загадочную структуру обнаружил телескоп Ферми в нашей Галактике?
Правильный ответ:
Два гамма-пузыря, протянувшихся перпендикулярно от центра ГалактикиПояснение:
Телескоп Ферми обнаружил две огромные области излучения, напоминающие пузыри, которые выходят из центра Млечного Пути перпендикулярно его плоскости. Природа этих «пузырей Ферми» до конца не изучена, но их связывают с активностью центральной черной дыры или темной материей.10
Что изучает нейтринная астрономия?
Правильный ответ:
Процессы внутри Солнца и взрывы сверхновых с помощью регистрации нейтриноПояснение:
Нейтринная астрономия регистрирует частицы нейтрино, которые обладают уникальной проникающей способностью. Это позволяет “видеть” сквозь толщу материи и получать информацию непосредственно из центра Солнца или из ядер взрывающихся звезд, недоступную для оптических телескопов.11
С каким событием связывают первые успехи гравитационно-волновой астрономии?
Правильный ответ:
С прямым наблюдением слияния двух черных дырПояснение:
Гравитационно-волновая астрономия открыла новую эру наблюдений, зафиксировав гравитационные волны — возмущения пространства-времени. Источником первого зарегистрированного сигнала стало катастрофическое событие: слияние двух черных дыр в далеком космосе.12
Чему соответствует разрешение 0,778 угловой секунды (расстояние от экзопланеты до звезды) в астрономических единицах, согласно примеру в тексте?
Правильный ответ:
55 астрономическим единицамПояснение:
В тексте приводится пример первого прямого снимка экзопланеты. Угловое расстояние 0,778 секунды дуги при расстоянии до звезды 230 световых лет соответствует линейному расстоянию в 55 астрономических единиц (а.е.), что демонстрирует возможности современной оптики.13
В каком диапазоне длин волн работает космическая обсерватория «РадиоАстрон»?
Правильный ответ:
В радиодиапазонеПояснение:
Название обсерватории «РадиоАстрон» говорит само за себя. Это космический радиотелескоп, который принимает радиоволны от небесных объектов. Он работает совместно с наземными радиотелескопами, образуя единую систему наблюдения.14
Какое влияние оказывает атмосфера Земли на гамма-излучение из космоса?
Правильный ответ:
Полностью поглощает и не пропускает к поверхностиПояснение:
Земная атмосфера является непроницаемым щитом для гамма-излучения. Оно не достигает поверхности планеты. Именно поэтому для изучения Вселенной в гамма-диапазоне необходимо выводить телескопы, такие как Ферми, на орбиту, за пределы атмосферы.15
Какой диаметр имеют зеркала телескопов обсерватории на Гавайских островах?
Правильный ответ:
10,4 метраПояснение:
В обсерватории на Гавайских островах (гора Мауна-Кеа) установлены два телескопа (Кек I и Кек II), диаметр главного зеркала каждого из которых составляет 10,4 метра. Это одни из крупнейших оптических инструментов в мире.16
Что такое интерферометр в контексте астрономических наблюдений?
Правильный ответ:
Система из нескольких телескопов, работающих как один большой инструментПояснение:
Интерферометр — это оптическая или радиосистема, которая объединяет излучение, принятое несколькими разнесенными в пространстве телескопами. Это позволяет получить разрешение, эквивалентное разрешению одного гигантского зеркала размером с расстояние между этими телескопами.17
Почему облака газа и пыли в центре Млечного Пути являются препятствием для оптических телескопов, но не для инфракрасных?
Правильный ответ:
Потому что пыль непрозрачна для видимого света, но пропускает инфракрасныйПояснение:
Межзвездная пыль активно поглощает и рассеивает короткие волны видимого света, делая центр Галактики невидимым для обычных телескопов. Однако инфракрасное излучение имеет бóльшую длину волны и способно огибать частицы пыли, проходя сквозь облака почти беспрепятственно.18
С чем многие астрономы связывают природу загадочных «гамма-пузырей»?
Правильный ответ:
С необычными свойствами темной материиПояснение:
Происхождение гамма-пузырей остается предметом научных дискуссий. Одной из ведущих гипотез является связь этого излучения с процессами, в которых участвует темная материя — загадочная субстанция, составляющая большую часть массы Вселенной, но не испускающая света.19
Какое угловое разрешение обеспечивает «РадиоАстрон»?
Правильный ответ:
До 8 микросекунд дугиПояснение:
«РадиоАстрон» обладает рекордным угловым разрешением до 8 микросекунд дуги (8 · 10^–6 угловой секунды). Это в тысячи раз точнее, чем разрешение лучших оптических телескопов, что позволяет различать мельчайшие детали удаленных радиоисточников.20
Почему астрономы называют современные исследования «многоканальной астрономией»?