7.6. Пылинка у Солнца
Вокруг Солнца по круговой орбите радиуса R движется абсолютно черная сферическая пылинка. Какова ее температура?
7.7. Прозрачное Солнце
Как бы выглядело для наблюдателя Солнце, вдруг ставшее совершенно прозрачным для всех видов излучения?
7.8. Пятно на Солнце
Представьте себе невероятное: на Солнце развилось гигантское пятно, закрывшее весь диск нашего светила. Станет ли днем темнее, чем в лунную ночь? А холоднее?
7.9. Черный-черный… (задача-шутка)
Расставить в порядке усиления черноты:
a) черный ящик;
б) черная дыра;
в) абсолютно черное тело.
7.10. Почти со скоростью света
Как будет выглядеть звездное небо для наблюдателя, летящего на субсветовом звездолете (т. е. со скоростью, близкой к скорости света)?
7.11. Солнечный ветер — 1
Солнечный ветер (поток протонов, электронов и α-частиц) имеет следующие средние параметры в районе земной орбиты: плотность числа частиц около n = 10 см–3 (можно считать, что в основном это протоны) и скорость около v = 450 км/с. А солнечная постоянная (т. е. интенсивность солнечного излучения вблизи Земли) приблизительно равна I = 1,4 кВт/м2. Что оказывает большее давление на абсолютно отражающую плоскость в космическом пространстве — солнечный свет или солнечный ветер?
7.12. Солнечный ветер — 2
Солнечный ветер (поток протонов, электронов и α-частиц) имеет следующие средние параметры в районе земной орбиты: плотность числа частиц около n = 10 см–3 (можно считать, что в основном это протоны) и скорость около v = 450 км/с. А солнечная постоянная (т. е. интенсивность солнечного излучения вблизи Земли) приблизительно равна I = 1,4 кВт/м2. В какой из этих двух форм Солнце теряет больше энергии-массы?
7.13. Гиганты и карлики
Почему звезды-гиганты и звезды-карлики одинаковых спектральных классов имеют разную температуру поверхности? Какие из них горячее?
7.14. Нуклеосинтез
Почему в недрах звезд термоядерные реакции идут вплоть до железа, а первичный космологический нуклеосинтез практически остановился на гелии?
7.15. Синтез гелия
Почему в недрах звезд для переработки заметной доли водорода в гелий требуются миллиарды лет (в лучшем случае — миллионы), а в эпоху Большого взрыва, когда температура и плотность вещества были примерно такими же, как в недрах звезд, за первые 3 минуты после начала расширения Вселенной вещество на четверть стало гелием?
8. Звездные системы
8.1. Скопление одинаковых звезд
В звездном скоплении N одинаковых звезд. Каждая имеет блеск m звездных величин. Каков полный блеск этого скопления?
8.2. Скопление разных звезд
В звездном скоплении N1 одинаковых звезд с блеском m1 у каждой и N2 одинаковых звезд с блеском m2 у каждой. Каков полный блеск этого скопления?
8.3. Движется звезда
Звезда, удаленная от Солнца на R парсеков, движется перпендикулярно лучу зрения со скоростью V км/с. На сколько угловых секунд (A) перемещается она за 100 лет для земного наблюдателя на фоне очень далеких объектов, например квазаров?
8.4. Сверхновая Тихо Браге
Вечером 11 ноября 1572 г. Тихо Браге обнаружил вспышку сверхновой звезды в Кассиопее. Как отметил сам Тихо и другие наблюдатели, эта звезда была намного ярче Сириуса (который восходит в ноябре после полуночи) и даже ярче Венеры (а была ли она видна в тот период?). В последующие дни звезду можно было наблюдать и при дневном освещении (а какова была высота Сверхновой Тихо над горизонтом в светлое время суток?).
8.5. Сверхновая Кеплера
В начале октября 1604 года в «правой пятке» фигуры Змееносца вспыхнула новая звезда — Сверхновая Кеплера (Stella Nova Joannis Keppleri). Она вспыхнула вслед за Сверхновой Тихо Браге 1572 г. и оказалась последней вплоть до наших дней, которую можно было наблюдать в нашей Галактике невооруженным глазом. В максимуме блеска ее яркость достигла почти –2,5m, лишь немногим уступая Сверхновой Тихо (−4m).
Попробуйте восстановить условия наблюдения Сверхновой Кеплера: как долго ее можно было наблюдать в течение ночи, высоко ли она поднималась в Западной Европе, в какой фазе была Луна в дни максимальной яркости звезды и какие планеты были видны с ней по соседству?
8.6. Хаббл на шаре
Закон Хаббла, связывающий расстояние до галактики и скорость ее удаления от наблюдателя, часто иллюстрируют двумерной моделью надуваемого шарика.
Проверьте вычислениями, действительно ли в этой модели реализуется закон Хаббла, т. е. скорость удаления прямо пропорциональна расстоянию. Учтите, что все измерения делаются на поверхности шарика.
8.7. Отверстие в небе
Христиан Гюйгенс в 1656 г. описал одно из своих открытий в созвездии Орион как «отверстие в небесном своде, дающее возможность бросить взгляд в другую лучезарную область пространства». Что в действительности нашел на небе Гюйгенс?
8.8. Путешествие света
Астроном измерил красное смещение линий в спектре далекой галактики: оно оказалось равным z. Приняв постоянную Хаббла H0 = 70 км/с/Мпк, определите, сколько лет шел свет от этой галактики до астронома.
