Задачі. Астрономія №2.

Якісні задачі-запитання з астрономії

1. У яких планет немає супутників? Які планети володіють найбільшою кількістю супутників?

2. У яких планет наймогутніше радіовипромінювання?

3. Які планети мають помітні магнітні поля?

4. Які планети випромінюють енергії більше, ніж одержують її від Сонця? Які можливі причини цього?

5. У якої планети перепад температур протягом доби досягає 600o? Які основні причини таких великих змін температури?

6. На якій планеті температура поверхні залишається практично постійною як протягом доби, так і протягом усього року?

7. На якій планеті і чому іноді спостерігається сильний антипарниковий ефект?

8. Хімічний склад атмосфер дуже різний. На яких планетах атмосфера переважно воднева, азотна, вуглекисла?

9. Яка планета схожа на Місяць зовні, а на Землю усередині?

10. Чи існують подвійні планети?

11. Які дві сусідні планети володіють найбільшою і найменшою альбедо серед планет?

12. Поверхня якої планети найбільш оптимальна для спостережень із Землі?

13. Поверхня яких великих планет доступна оптичним спостереженням?

14. Чи існують космічні об'єкти, у яких синодичний період дорівнює нескінченності?

15. Як зміняться синодичні періоди Марса і Венери, якщо ці планети будуть розташовуватися ближче до Землі, ніж зараз?

16. Чи може синодичний період обертання S планети бути рівним її сидеричному періоду Т?

17. Місяць у першій чверті, Венера і Меркурій у найбільшій східній елонгації мають однаковий вигляд. Сонцем у них освітлена права половина диска, а термінатор має вид прямої лінії. Чи означає це, що дані об'єкти видні в цьому випадку по одному напрямку?

18. Які планети, як і Місяць, мають усі фази?

19. У якому положенні на небі Землі повинна знаходитися верхня планета, щоб на небі цієї планети Земля знаходилася б на найбільшому кутовому віддаленні від Сонця?

20. У якій конфігурації нижня планета рухається за променем зору з максимальною швидкістю?

21. На якій планеті і чому Сонце сходить на заході і заходить на сході?

 

Відповіді: 

1. Супутники не виявлені в найближчих до Сонця планет - Меркурія і Венери. Найбільше число супутниківу Юпітера (67) і Сатурна (60). Велика кількість супутників в Урана - 27. Нові слабкі супутники планет-гігантів відкривають майже щороку.

2. Найпотужніше радіовипромінювання в планети Юпітер. Воно перевищує радіовипромінювання всіх інших небесних тіл, за винятком Сонця. Радіовипромінювання Юпітера виникає в магнітосфері, що складається з заряджених елементарних часток, утримуваних магнітним полем планети. Третім об'єктом у Сонячній системі, що має могутнє радіовипромінювання, є Земля. Радіовипромінювання Землі виникає в результаті роботи численних радіо- і телепередавальних станцій.

3. Планети Земля, Юпітер, Сатурн і Уран мають помітні магнітні поля.

4. Юпітер, Сатурн і Нептун випромінюють у космос значно більше енергії, ніж одержують її від Сонця. Юпітер випромінює тепла в 2,7 рази більше, ніж одержує, за рахунок повільного стиску і, приблизно, за рахунок термоядерних реакцій. Сатурн випромінює в 2,5 рази більше енергії, одержуваної ним від Сонця. Надлишок енергії перевищує той, котрий може бути отриманий за рахунок стиску і радіактивного розпаду. Цікаво, що Уран, розташований між Сатурном і Нептуном, випромінює стільки ж енергії, скільки одержує від Сонця.

5.Області планети Меркурій, де Сонце проходить у зеніті, нагріваються від +340^o (планета в афелії) до +430^o (якщо планета в перигелії), а вночі поверхня прохолоджується до -170^o. Такий великий перепад температур пояснюється близькістю планети до Сонця і відсутністю в ній атмосфери.

6. На Венері температура поверхні вдень і вночі протягом усього року залишається практично постійною і дуже високою - майже 500^o.

7. На планеті Марс під час пилових бур спостерігається сильний антипарниковий ефект. У цей час в атмосферу піднімається величезна кількість пилу, що є непрозорим для випромінювання, що надходить. Це приводить до остигання поверхні планети і розігріву атмосфери.

8. Атмосфери планет-гігантів переважно складаються з водню (у Юпітера - 87% за об’ємом). В атмосфері Венери і Марса переважає вуглекислий газ (95%), а атмосфера Землі здебільшого складається з азоту (78%).

9. Поверхня Меркурія дуже схожа на поверхню Місяця не тільки деталями, але й історією виникнення. На поверхні знаходиться дуже багато кратерів. Верхній шар - темний реголіт, схожий на місячний. З іншого боку, середня густина Меркурія (5.43∙10³кг/м³) лише дещо менша, ніж у Землі (5.62∙10³кг/м³). Це, можливо, свідчить про наявність залізного ядра у планети.

10. Подвійною планетою може вважатися система Земля - Місяць. Відносна маса Місяця велика. Місяць притягається Сонцем більше, ніж Землею. Геліоцентрична орбіта Місяця являє собою еліпс, що збурюється Землею. Ще більш тісною подвійною планетою могла б вважатися система Плутон-Харон. Відстань між центрами Плутона і Харона в 20 разів менша відстані між Землею і Місяцем. Діаметр Плутона усього в 2 рази перевищує діаметр Харона.

11. Альбедо (відбивна здатність) Венери складає 61%, альбедо Меркурія - 6%. У Венери світло Сонця відбивається від хмарного покриву, у Меркурія - від темних гірських порід, схожих на місячні.

12. Марс - єдина планета в Сонячній системі, поверхня якої найбільш доступна для астрономічних спостережень як із Землі, так і з космосу в зв'язку з дуже розрідженою атмосферою і сприятливими умовами видимості й освітленості Сонцем.

13. Дослідженню оптичними методами доступні поверхні тільки двох великих планет: Меркурія та  Марса,а також планетоїда Плутона. Поверхня Венери схована під товстим шаром хмар. Планети-гіганти взагалі не мають твердої поверхні.

14. Синодичний період дорівнює нескінченності при рівності періодів обертань навколо Сонця деякої планети і Землі для спостерігача з Землі. Такої реальної планети, як відомо, немає. Але в Сонячній системі така ситуація має місце: це пилові супутники Землі для спостерігача з Місяця; астероїди "греки" і "троянці", що знаходяться на орбіті Юпітера, і сам Юпітер по відношенню один до одного; деякі супутники планет-гігантів.

15. В обох випадках синодичний період збільшується.

16. Нижньої планети, у якої S=T, не може існувати. Для верхньої планети S = 2T. Найбільш близька до такої ситуації планета Марс (T=687^d, S=780^d).

17. З геометричних міркувань очевидно, що кутове віддалення цих об'єктів від Сонця при одній і тій же фазі Ф=0,5 буде різним і тому вони будуть видні не за одним напрямком.

18. Нижні планети Меркурій і Венера при своєму русі навколо Сонця показують фази, аналогічні фазам Місяця. У нижній сполуці планета має вигляд Місяця в молодику, верхня сполука відповідає повні, перша чверть - найбільшої східної елонгації, остання чверть - найбільшої західної елонгації.

19. Під час квадратур кут фази планети, тобто кут у планети між напрямками на Сонце і Землю, досягає найбільшого значення.

20. Під час найбільшої елонгації нижня планета рухається за променем зору. У східній елонгації планета наближається до Землі з максимальною швидкістю, а в західній елонгації віддаляється з максимальною швидкістю.

21. На Венері Сонце сходить на заході, а заходить на сході. Причина цього явища - у зворотному обертанні планети.