Згідно з типовими навчальними планами загальноосвітніх навчальних закладів, у середній школі України поновлено ви­вчення астрономії як обов'язкового предмета інваріантної час­тини навчальних планів

Чорні діри

Пульсари

	і	і
	Білі карлики вТПС
	Спалах нової
		і
Чорні карлики

Верхнею межею мас зір є значення маси, указане зліва. WR — зірки Вольфа—Райє. ТПС — тісні подвійні системи.

121

Додаткові тести та вправи й відповіді на них

1. 
   Абсолютна зоряна величина Сонця дорівнює:
   А. -26,7^т . Б. -7^т . В. (Г . Г. +5^т . Д. +10^т .
   Відповідь. Г.
   
2. 
   У майбутньому Сонце може перетворитись:
   

14.3. Планетарна туманність — це такий об'єкт:

А. Де утворюються нові планети. Б. Який має тверду по­верхню й нагадує планету. В. Який утворюється, коли зоря скидає зовнішні шари. Г. На який перетворюються планети після атомної війни. Д. Що утворюється після зі­ткнення двох зір. Відповідь. В.

14.4. Туманність «Краб» утворилась:

А. Після татарської навали на Київську Русь у 1240 р. Б. Після смерті Ярослава Мудрого на місці спалаху надно­вої зорі в 1054 р. В. На місці спалаху наднової зорі 7500 ро­ків тому. Г. 7500 років тому на місці спалаху нової зорі. Д. У 1957 р. після запуску першого штучного супутника Землі як вияв діяльності позаземних цивілізацій. Відповідь. В.

14.5. Найбільша світність наднової зорі сягає:

А. 10³. Б. 10⁵. В. 10⁸. Г. 10¹¹. Д. 10³⁰ світностей Сонця. Відповідь. Г.

14.6. Світність нової зорі в максимуму сягає:

А. 10³⁰ . Б. 10¹² . В. 10⁵ . Г. 10³ . Д. 10 світностей Сонця. Відповідь. В.

14.7. Цефеїди привернули увагу астрономів тим, що:

A. Це чорні діри, які були відкриті в сузір'ї Цефей.
Б. Це подвійні зорі, які періодично затемняють одна одну.

B. Це змінні зорі, які періодично закриваються планета­

122

14.8. Зорі яких спектральних класів світять найдовше?

А. Блакитні гіганти. Б. Білі гіганти. В. Жовті карлики. Г. Білі карлики. Д. Червоні карлики. Відповідь. Д.

14.9. Скільки часу можуть світити в стані рівноваги зорі спек­
трального класу G?

А. 10¹¹ років. Б. 10¹⁰ років. В. 10⁸ років. Г. 10⁶ років. Д. 10¹⁹ років. Відповідь. Б.

14.10. Астрономи застосовують термін «чорна діра» до таких
об'єктів:

А. Стадія еволюції зорі, коли з поля тяжіння не випуска­ються електромагнітні хвилі. Б. Чорні планети, які обер­таються далеко від Сонця й мають температуру, близьку до абсолютного нуля. В. Провалля в космічному просторі, куди зникають планети й зорі. Г. Чорні хмари космічного пилу, з яких утворюються нові зорі. Д. Чорні зорі, що руй­нують космічні кораблі. Відповідь. А.

14.11. Якою буде світність Сонця, якщо воно в майбутньому пе­
ретвориться на червоного гіганта з радіусом у 10 разів
більшим від сучасного і з температурою 5000 К?

Розв'язання. Згідно з формулами (13.9) та (13.10) у підруч­нику «Астрономія-11» знаходимо світність Сонця в май­бутньому порівняно із сьогодніпінім:

Т,

R

є

\² / ™ \4

= 55.

° J

т

Відповідь. Світність Сонця в майбутньому зросте в 55 разів.

14.12. До яких розмірів має зменшитись радіус Місяця для того,

щоб світило перетворилося на чорну діру?

Відповідь. За допомогою формули (14.1) знаходимо кри­тичний радіус 0,1 мм.

14.13. У центрі Сонця температура сягає 15 000 000 К, а в ядрі

білих карликів температура понад ЗО 000 000 К. Чому на
Сонці відбуваються термоядерні реакції, а в надрах білих
карликів — ні?

Відповідь. Сонце складається на 71 % з Гідрогену, і під дією термоядерних реакцій з ядер Гідрогену утворюються

123

ядра Гелію, у той час як білі карлики — це старі зорі, де Гідроген відсутній.

14.14. Спалах наднової зорі астрономи спостерігали в 1987 р.
у сусідній галактиці — Великій Магеллановій Хмарі. Об­
числіть, коли насправді стався цей вибух?

Відповідь. Спалах відбувся 160 000 років тому, бо такий час поширювались до Землі електромагнітні хвилі, що принесли нам інформацію про спалах зорі.

14.15. Із яким періодом пульсувало б Сонце, якби воно перетво­

= 2тг




де І — довжина маятника, g — прискорення вільного па­діння на поверхні Сонця. У даному випадку І = R — радіус Сонця.

Відповідь. Сонце буде коливатися з періодом 2 год 45 хв.

УРОК 15

Тема уроку. Будова Всесвіту.

Мета уроку: дізнатись про загальну структуру нашої

Галактики та інших галактик; познайомитися з дивними процесами, які відбуваються в центральних ділянках галактик; вивчити методи визначення відстаней до галактик.

Тип уроку: комбінований.

Наочні посібники: комп'ютерні програми, карта зоряного неба,

фотографії галактик.

План розкриття теми уроку

1. 
   Будова нашої Галактики.
   
2. 
   Обертання зір навколо центра Галактики.
   
3. 
   Центр Галактики.
   

124

4. 
   Наші найближчі сусіди у Всесвіті — Магелланові Хмари та
   Туманність Андромеди.
   
5. 
   Визначення відстаней до інших галактик.
   
6. 
   Скупчення галактик.
   
7. 
   Квазари.
   
8. 
   Метагалактика.
   

Відомості про зоряний склад та характеристики основних структурних елементів наглої Галактики — її плоскої складо­вої, зоряного диска та центрального згущення (балджу) і сфе­ричної складової — можна згрупувати в табл. 10.

Приблизно 400 млн зір, що утворюють нашу Галактику, становлять майже 95 % її маси. Решта — це насамперед маса міжзоряного середовища, яке складається з газу, пилу, косміч­них променів, гамма-випромінювання та магнітного поля. Зна­чна частина міжзоряної речовини зосереджується в різного ти­пу туманностях. їх можна класифікувати таким чином.

Важливими складовими Галактики є міжзоряний газ, кос­мічні промені та магнітне поле. Цікаво, що середня густина енергії цих трьох форм матерії приблизно однакова.

Планети теж є досить поширеною складовою Галактики, більшість типів зір, мабуть, мають планетні системи. Це під­тверджують відкриття останнім часом близько 250 планет бі-

126

ля інших зір. При цьому планети — важливий елемент ево­люційного процесу. Тільки на планетах можливий настільки ефективний розвиток хімічної форми руху матерії, що вона за певних умов здатна породжувати біологічну форму руху й орга­нізації речовини (органічне життя), а остання може розвивати­ся в соціальну форму (розумове життя). Таким чином, планети є базою для якісної еволюції матерії у Всесвіті.

Відомі три типи інших галактик — спіральні, еліптичні та неправильні. Спіральні галактики поділяються, у свою чергу, на три класи за ступенем закрученості спіралей — Sa, Sb, Sc. Еліптичні галактики поділяються на класи від Е_о до Е.₇, де циф­ри позначають різницю між великою та малою осями видимого еліпса галактики, якщо велику вісь дорівняти 10.

Метагалактика (уся охоплена спостереженнями частина Всесвіту) характеризується комірчастою структурою з розмі­ром комірок 100 Мпк і більше, «стінки» комірок утворені окре­мими галактиками, їхніми скупченнями та велетенськими скупченнями — надскупченнями галактик. У більших масшта­бах розподіл речовини у Всесвіті є однорідним.

Що ж до характеру космологічних моделей, тобто моделей будови Всесвіту, то свого часу багато дискусій точилося навколо можливості так званих закритих моделей, у яких Всесвіт є без­межним, але скінченним. Ішлося про те, чи зміниться їхнє роз­ширення стисненням). Зараз це питання значною мірою втра­тило свою гостроту у зв'язку з новими спостережними даними (див. с. 134 і додаткову вправу 16.9).

_т

Активні галактики; квазари; метагалактика; Магелланові Хмари; галактика; Місцева група галактик; радіогалактики; неправильні галактики; галактична площина; розсіяні зоряні скупчення; галак­тичне гало; кулясті зоряні скупчення; галактичний рік; спіральний рукав; галактичне ядро; спіральні галактики; галактичні зоряні скуп­чення; спіральні хвилі густини; еліптичні галактики; стала Габбла; розлітання галактик.

Відповіді на тести та вправи з підручника «Астрономія-11»

15.1. Д. 15.2. Б. 15.3. Б. 15.4. Б. 15.5. Д.

6. 
   Зорі великої світності.
   
7. 
   Галактики бувають спіральними, еліптичними та непра­
   вильними.
   

127

8. 
   За допомогою спектра визначають швидкість галактики,
   а потім за допомогою закону Габбла — відстань до галак­
   тики.
   
9. 
   У космосі спостерігаються зіткнення галактик.
   

15.1. Скільки зір налічує наїла Галактика?

А. 4-Ю¹¹. Б. 10\В. 2Ю¹⁰.Г. 31О¹⁸.Д. 5-Ю⁶. Відповідь. А.

15.2. Скільки триває галактичний рік?

А. 3,510⁷ земнихроків.Б. 2,510⁸ земних років. В. 5,510³ земних років. Г. 2-Ю⁴ земних років. Д. 250 земних ро­ків. Відповідь. Б.

15.3. Спіральні рукави в галактиках виникають:

А. Як збурення магнітного поля галактик. Б. Як збурення гравітаційних полів двох галактик, що зіткнулись. В. Ко­ли чорна діра в центрі галактики поглинає зорі. Г. Із чор­ної діри в центрі галактики викидається речовина, що закручується в спіраль. Д. Як хвилі густини, де утворю­ються молоді зорі. Відповідь. Д.

15.4. Найближча до нас галактика — це:

А. Галактика М31 у сузір'ї Андромеди. Б. Галактика М32 у сузір'ї Андромеди. В. Мала Магелланова Хмара. Г. Ве­лика Магелланова Хмара. Відповідь. В.

15.5. Що визначає закон Габбла?

А. Швидкість руху Сонця в Галактиці. Б. Зростання тем­ператури у Всесвіті. В. Швидкість обертання галактик. Г. Швидкість розлітання галактик. Д. Розподіл галактик у космічному просторі. Відповідь. Г.

15.6. Яка відстань від Сонця до центра Галактики?

А. 100 000 св. р. Б. 25 000 св. р. В. 8500 пк. Г. 25 000 пк. Д. 100 000 пк. Відповідь. Б; В.

128

g-BANOHL

Розробки окремих уроків

15.7. У напрямку якого сузір'я рухається Сонце, обертаючись

А. Геркулес. Б. Дельфін. В. Стрілець. Г. Орел. Д. Воло­пас. Відповідь. А.

15.8. Стала Габбла дорівнює:

А. 65 км/с-Мпк . Б. 100 км/с-Мпк . В. 500 км/с-Мпк . Г. 50 км/с • Мпк . Д. 10 км/с ■ Мпк. Відповідь. А.

15.9. Що астрономи розуміють під терміном «галактичний ка­
нібалізм»?

А. Зникнення галактик у чорній дірі. Б. Зникнення галак­тики під час анігіляції. В. Зіткнення галактик. Г. Зоряні війни чужих цивілізацій. Д. Об'єднання галактик під час їхньої взаємодії. Відповідь. Д.

А. Оріон. Б. Лебідь. В. Стрілець. Г. Кассіопея. Д. Цен-

тавр.

Відповідь. В.

15.11. СкількиобертівнавколоцентраГалактикизробилоСонце
за період свого існування?

Відповідь. 20 обертів.

15.12. Чому ми не можемо побачити центр Галактики за допомо­
гою оптичних телескопів?

Відповідь. Центр нашої Галактики знаходиться в напрям­ку сузір'я Стрільця і є закритим від нас величезними газо­во-пиловими хмарами, які поглинають випромінювання у видимій частині спектра.

15.13. Як за допомогою спектрів можна визначити відстань до
далеких квазарів?

Відповідь. У спектрах квазарів лінії поглинання зміщені в червону частину, і за допомогою ефекту Доплера можна визначити швидкість, із якою віддаляються від нас кваза­ри. Наприклад, якщо квазар має швидкість 250 000 км/с, то за допомогою закону Габбла визначаємо відстань до ньо-

V

_{то: г} = — = 3600 Мпк. Н

129

g-BANOHL

Розділ II

15.14. Як можна виміряти відстань до галактик за допомогою спалахів наднових зір?

УРОК 16