Тест по астрономии: Квазары (10-11 класс)
Тест по астрономии «Квазары» для 10-11 классов — это проверочная работа углубленного уровня, направленная на диагностику знаний учащихся о природе, физических свойствах и механизмах излучения самых мощных объектов во Вселенной. Вопросы охватывают историю открытия, строение, энергетику и эволюционную роль квазаров.
1
Что такое квазар согласно современным астрофизическим представлениям?
Правильный ответ:
Активное ядро далекой галактики, в центре которой находится сверхмассивную черная дыраПояснение:
Правильный ответ — Активное ядро далекой галактики. Квазар (QUASi-stellAR radio source) — это чрезвычайно мощное и далекое активное ядро галактики. Источником его энергии служит аккреция вещества на сверхмассивную черную дыру, что обеспечивает светимость, превышающую светимость всей родительской галактики.2
Какой объект является «двигателем», обеспечивающим колоссальную светимость квазаров?
Правильный ответ:
Сверхмассивная черная дыраПояснение:
Правильный ответ — Сверхмассивная черная дыра. Гравитационное поле черной дыры массой в сотни миллионов солнечных масс разгоняет падающее вещество. Трение в аккреционном диске преобразует гравитационную энергию в мощное излучение во всем электромагнитном спектре.3
Каков примерный размер излучающей области квазара, исходя из переменности его блеска?
Правильный ответ:
Около 1000 астрономических единиц (размером с Солнечную систему)Пояснение:
Правильный ответ — Около 1000 а.е. Квазары меняют яркость за короткое время (недели, месяцы). Поскольку сигнал не может распространяться быстрее скорости света, размер источника не может превышать расстояние, проходимое светом за время изменения блеска. Это указывает на невероятную компактность объекта.4
Какое явление объясняет мощное выделение энергии в квазарах?
Правильный ответ:
Аккреция (падение) вещества на черную дыруПояснение:
Правильный ответ — Аккреция. При падении газа на черную дыру его потенциальная энергия переходит в кинетическую, а затем в тепловую. Этот процесс (преобразование гравитационной энергии) намного эффективнее термоядерных реакций, позволяя высвобождать огромную энергию из малого количества массы.5
Сколько примерно вещества (в массах Солнца) должна поглощать черная дыра в год, чтобы обеспечить светимость типичного квазара?
Правильный ответ:
Около одной звезды (1 масса Солнца)Пояснение:
Правильный ответ — Около одной звезды. Благодаря высокой эффективности аккреции, поглощение даже 1-2 солнечных масс в год достаточно для генерации светимости 1012L⊙10^{12} L_{odot}1012L⊙. При высокой плотности звезд в ядре галактики такие события вполне вероятны.6
Как расшифровывается термин «квазар»?
Правильный ответ:
Квазизвездный радиоисточник (quasi-stellar radio source)Пояснение:
Правильный ответ — Квазизвездный радиоисточник. На первых радиокартах неба и фотографиях эти объекты выглядели как точечные звезды (в отличие от протяженных галактик), но обладали мощным радиоизлучением, что и дало им такое название.7
Какой квазар является ближайшим к нам и самым ярким на небе?
Правильный ответ:
3C 273 в созвездии ДевыПояснение:
Правильный ответ — 3C 273. Это первый объект, природа которого была разгадана Мартеном Шмидтом. Он находится на расстоянии около 2.4 миллиарда световых лет, но настолько яркий, что виден в любительские телескопы (около 13-й звездной величины).8
Что происходит с веществом (например, звездой) при приближении к сверхмассивной черной дыре?
Правильный ответ:
Оно разрушается приливными силами, образует диск, нагревается и излучает энергиюПояснение:
Правильный ответ — Оно разрушается и образует диск. Приливные силы черной дыры разрывают звезду. Газ закручивается в аккреционный диск, где за счет вязкого трения разогревается до миллионов градусов, испуская рентгеновское и ультрафиолетовое излучение.9
Какова типичная светимость квазаров по сравнению со светимостью обычных галактик?
Правильный ответ:
Она в десятки и сотни раз превышает светимость крупных галактик (до 1012−1014L⊙10^{12}-10^{14} L_{odot}1012−1014L⊙)Пояснение:
Правильный ответ — В десятки и сотни раз превышает. Квазары — самые мощные источники излучения во Вселенной. Одно активное ядро может светить ярче, чем вся родительская галактика, состоящая из сотен миллиардов звезд.10
Какова масса черной дыры в модели квазара, объясняющей его энергетику?