Тест по астрономии: Затменно-переменные звёзды (10-11 класс)
Тест по астрономии «Затменно-переменные звёзды» для 10-11 классов — это проверочная работа углубленного уровня, направленная на диагностику знаний учащихся о физической природе особого класса переменных звёзд. Вопросы охватывают механизмы изменения блеска, методы определения характеристик компонентов двойных систем и историю изучения таких объектов.
1
Какова физическая причина периодического изменения блеска затменно-переменных звёзд, таких как Алголь?
Правильный ответ:
Геометрическое взаимное перекрытие (затмение) компонентов двойной системыПояснение:
Правильный ответ — Геометрическое взаимное перекрытие компонентов. Изменение блеска вызвано не физическими процессами внутри звёзд, а особенностью ориентации их орбиты по отношению к наблюдателю. Плоскость орбиты проходит через луч зрения, поэтому звёзды периодически закрывают друг друга, что приводит к временному уменьшению общего светового потока.2
Какое условие необходимо для того, чтобы двойная звезда наблюдалась как затменно-переменная?
Правильный ответ:
Плоскость орбиты системы должна проходить через наблюдателя (или быть близкой к лучу зрения)Пояснение:
Правильный ответ — Плоскость орбиты должна проходить через наблюдателя. Если орбита наклонена под большим углом к лучу зрения, звёзды будут просто вращаться друг вокруг друга, не перекрывая диски друг друга для земного наблюдателя, и затмений (а значит и изменения блеска) мы не увидим.3
Когда на кривой блеска затменно-переменной звезды наблюдается главный (самый глубокий) минимум?
Правильный ответ:
Когда тусклая холодная звезда проходит перед яркой горячейПояснение:
Правильный ответ — Когда тусклая холодная звезда проходит перед яркой горячей. В этот момент перекрывается часть поверхности с самой высокой температурой и яркостью. Потеря света от горячего источника приводит к значительному падению общего блеска системы, формируя глубокий «провал» на графике.4
Каков период изменения блеска у звезды Алголь (бета Персея)?
Правильный ответ:
2,87 сутокПояснение:
Правильный ответ — 2,87 суток. Это орбитальный период системы. Каждые 2 дня 20 часов и 49 минут спутник совершает полный оборот вокруг главной звезды, вызывая повторяющиеся затмения. Эта строгая периодичность была замечена еще в древности.5
Какие физические характеристики звёзд позволяют определить наблюдения затменно-переменных систем?
Правильный ответ:
Массы, радиусы и свойства атмосфер звёздПояснение:
Правильный ответ — Массы, радиусы и свойства атмосфер. Комбинируя фотометрические данные (кривая блеска) и спектральные (кривая лучевых скоростей), астрономы могут, используя законы Кеплера и геометрию затмений, вычислить абсолютные размеры и массы компонентов, что невозможно для одиночных звёзд.6
Что означает название звезды «Алголь» в переводе с арабского языка?
Правильный ответ:
Глаз дьявола (или Голова демона)Пояснение:
Правильный ответ — Глаз дьявола. Арабское название «Ра’с аль-Гул» переводится как «Голова упыря» или «Дьявол». Это отражает отношение древних наблюдателей к странному поведению звезды, которая, в отличие от остальных «неподвижных» звёзд, регулярно «подмигивала», что считалось дурным предзнаменованием.7
Почему во время вторичного минимума падение блеска системы меньше, чем во время главного?
Правильный ответ:
Потому что яркая звезда закрывает собой более тусклую (холодную)Пояснение:
Правильный ответ — Потому что яркая звезда закрывает собой более тусклую. Во время вторичного минимума мы теряем свет от холодной поверхности спутника, который вносит меньший вклад в общую светимость системы. Поэтому общее падение яркости оказывается незначительным по сравнению с затмением горячего компонента.8
С каким мифологическим существом древние греки ассоциировали звезду Алголь?
Правильный ответ:
С Медузой ГоргонойПояснение:
Правильный ответ — С Медузой Горгоной. В созвездии Персея звезда Алголь изображается как глаз на отрубленной голове горгоны Медузы, которую герой Персей держит в руке. Её переменный блеск символизировал смертоносный, мигающий взгляд чудовища.9
Что представляет собой «кривая блеска»?
Правильный ответ:
График зависимости звёздной величины (блеска) от времениПояснение:
Правильный ответ — График зависимости блеска от времени. По оси абсцисс откладывается время (или фаза периода), а по оси ординат — звёздная величина. Анализ формы этого графика (глубины и ширины минимумов) позволяет восстановить геометрию системы и свойства звёзд.10
О чём свидетельствует появление вторичного минимума на кривой блеска затменно-переменной звезды?
Правильный ответ:
О прохождении яркой (горячей) звезды перед диском тусклой (холодной) звездыПояснение:
Правильный ответ — О прохождении яркой звезды перед диском тусклой. В двойной системе затмения происходят дважды за период: когда спутник перед главной звездой (главный минимум) и когда главная звезда перед спутником (вторичный минимум). Наличие обоих минимумов подтверждает, что мы наблюдаем орбитальное движение двух тел.11
Какое явление наблюдается, если затмение в системе является полным (одна звезда целиком скрывается за другой)?
Правильный ответ:
Минимум имеет плоское «дно»Пояснение:
Правильный ответ — Минимум имеет плоское «дно». В течение времени, пока меньшая звезда полностью скрыта за большей (или полностью проецируется на её фон), видимая площадь излучающей поверхности остается постоянной, поэтому блеск системы не меняется, образуя горизонтальный участок на графике в минимуме.12
Какой эффект, помимо затмений, может вызывать плавное изменение блеска вне минимумов в тесных двойных системах?
Правильный ответ:
Эффект эллипсоидальности (искажение формы звёзд приливными силами)Пояснение:
Правильный ответ — Эффект эллипсоидальности. В очень тесных системах гравитация вытягивает звёзды, превращая их в эллипсоиды. При вращении они поворачиваются к наблюдателю то боком (большая площадь), то «носом» (меньшая площадь), что вызывает плавные колебания блеска даже вне моментов затмений.13
В каких пределах меняется звездная величина Алголя?
Правильный ответ:
От 2,2m до 3,4mПояснение:
Правильный ответ — От 2,2m до 3,4m. В максимуме блеска Алголь — яркая звезда второй величины, хорошо заметная в созвездии. В минимуме её блеск падает до 3,4m, что соответствует уменьшению яркости примерно в 3 раза. Это изменение легко заметить невооруженным глазом, сравнивая Алголь с соседними звёздами.14
Какой компонент системы Алголь больше по размеру?
Правильный ответ:
Тусклый и холодный (спутник)Пояснение:
Правильный ответ — Тусклый и холодный (спутник). В системе Алголь наблюдается так называемый «парадокс Алголя»: более проэволюционировавшая звезда (субгигант), которая должна быть массивнее, на самом деле менее массивна, но больше по размеру, чем её горячий спутник главной последовательности. Это связано с перетеканием вещества между звёздами.15
Почему изучение затменно-переменных звёзд важно для теории звёздной эволюции?