Тест по астрономии: Сверхновые звёзды (10-11 класс)
Тест по астрономии «Сверхновые звёзды» для 10-11 классов — это проверочная работа углубленного уровня, направленная на диагностику знаний учащихся о природе мощнейших взрывов во Вселенной. Вопросы охватывают классификацию сверхновых (типы I и II), физические механизмы взрывов, исторические наблюдения и роль этих событий в химической эволюции Галактики.
1
Какое событие зафиксировали китайские астрономы в 1054 году в созвездии Тельца?
Правильный ответ:
Вспышку яркой «звезды-гостьи» (сверхновой), видимой даже днемПояснение:
Правильный ответ — Вспышку яркой «звезды-гостьи». В хрониках династии Сун описано появление новой звезды, которая была настолько яркой, что ее можно было видеть при свете дня в течение 23 суток. Это была вспышка сверхновой, породившая Крабовидную туманность.2
Что такое предел Чандрасекара, играющий ключевую роль во взрывах сверхновых I типа?
Правильный ответ:
Критическая масса белого карлика (около 1,4 массы Солнца), при превышении которой происходит коллапсПояснение:
Правильный ответ — Критическая масса белого карлика. Белый карлик удерживается в равновесии давлением вырожденного электронного газа. Это давление имеет предел прочности. Если масса звезды превышает 1,4 массы Солнца, гравитация побеждает, и звезда начинает неудержимо сжиматься, что ведет к термоядерному взрыву.3
Какой объект остается после взрыва сверхновой II типа (коллапса ядра массивной звезды)?
Правильный ответ:
Нейтронная звезда или черная дыраПояснение:
Правильный ответ — Нейтронная звезда или черная дыра. При взрыве сверхновой II типа внешняя оболочка сбрасывается, а ядро коллапсирует. В зависимости от массы ядра оно превращается либо в сверхплотную нейтронную звезду (как пульсар в Крабовидной туманности), либо, при очень большой массе, в черную дыру.4
Какое утверждение верно относительно частоты вспышек сверхновых в нашей Галактике?
Правильный ответ:
Это очень редкое событие (несколько раз за тысячелетие)Пояснение:
Правильный ответ — Это очень редкое событие. За последние 1000 лет документально зафиксировано лишь 5-6 вспышек, видимых невооруженным глазом. Последняя такая вспышка в Млечном Пути произошла в 1604 году (сверхновая Кеплера).5
Где в 1987 году вспыхнула яркая сверхновая SN 1987A?
Правильный ответ:
В Большом Магеллановом Облаке (спутнике нашей Галактики)Пояснение:
Правильный ответ — В Большом Магеллановом Облаке. Это была ближайшая к нам сверхновая за последние 400 лет, видимая невооруженным глазом. Её изучение позволило подтвердить многие теории, в том числе зарегистрировать нейтринный всплеск от коллапса ядра.6
Какие химические элементы образуются преимущественно при взрывах сверхновых?
Правильный ответ:
Элементы тяжелее железа (золото, уран и др.)Пояснение:
Правильный ответ — Элементы тяжелее железа. В недрах обычных звезд синтез идет только до железа, так как дальнейшие реакции требуют затрат энергии. Тяжелые элементы синтезируются только в экстремальных условиях взрыва сверхновой за счет захвата нейтронов (r-процесс).7
Какая опасность грозит Солнцу в будущем: стать новой или сверхновой звездой?
Правильный ответ:
Солнцу не грозит такой взрыв, оно спокойно сбросит оболочку и станет белым карликомПояснение:
Правильный ответ — Солнцу не грозит такой взрыв. Сверхновые II типа возникают из массивных звезд (тяжелее 8 масс Солнца). Сверхновые I типа и новые требуют наличия компаньона в тесной двойной системе. Солнце — одиночная звезда малой массы, поэтому его финал будет спокойным.8
Что находится в центре Крабовидной туманности?
Правильный ответ:
Пульсар (нейтронная звезда)Пояснение:
Правильный ответ — Пульсар. Крабовидная туманность — это остаток сверхновой 1054 года. В её центре находится сжавшееся ядро погибшей звезды — быстро вращающаяся нейтронная звезда, которая излучает импульсы радиоволн и света.9
Какова причина мощного радиоизлучения от остатков сверхновых (например, Кассиопеи А)?
Правильный ответ:
Синхротронное излучение электронов, тормозящихся в магнитном полеПояснение:
Правильный ответ — Синхротронное излучение. Взрыв разгоняет частицы до релятивистских скоростей. В сильных магнитных полях туманности электроны движутся по спирали и испускают мощное нетепловое радиоизлучение, которое и регистрируют радиотелескопы.10
Во сколько раз (примерно) возрастает светимость звезды при вспышке сверхновой?