НОА 2007, II кръг (областен), 9–10 клас — Задача 4
X Национална олимпиада по астрономия 2007, II кръг (областен), възрастова група 9-10 клас · 4 март 2007 г.
Условие
а) Кои от планетите могат да се виждат от Земята през цялата нощ – от вечерта до сутринта? Как трябва да е разположена планетата относно Земята и Слънцето, за да бъде възможно това? Нарисувайте подходящи схеми и обяснете своя отговор.
б) “Настъпва вечерният здрач. В тъмнеещото небе първа заблестява Вечерницата на изток, а след нея – и другите звезди.” След като прочетете внимателно това описание, открийте грешките в него и дайте обяснение за тях.
в) Когато виждаме Вечерницата в най-благоприятен за наблюдението й период, дали тя се приближава или се отдалечава по отношение на Земята? Обяснете своя отговор.
Отговори
- а) Външните планети – Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, когато са в опозиция, т.е. когато планетата, Земята и Слънцето са приблизително на една права и Земята е между планетата и Слънцето. (По изключение и Венера – от полярните райони през лятото, когато е с голямо отстояние по деклинация от Слънцето.)
- б) Две грешки: Вечерницата не заблестява на изток (като вечерна звезда Венера се вижда на запад, след залеза на Слънцето); и Вечерницата не е звезда, а е едно от имената на планетата Венера.
- в) Приближава се към Земята. Най-благоприятният период е около максималната източна елонгация; тъй като планетите обикалят около Слънцето в същата посока, в която се движи и Земята, след това Венера се движи към долно съединение, т.е. към Земята.
Решение
През цялата нощ могат да се виждат външните планети – Марс, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, т.е. тези, които са по-далеч от Слънцето, отколкото Земята. За да се вижда през цялата нощ, една външна планета трябва да е в опозиция – положение 1 на схемата. С други думи планетата трябва да е разположена приблизително на една права линия със Земята и Слънцето, така че Земята да е между планетата и Слънцето. Тогава за земния наблюдател планетата ще се намира по небето приблизително на от Слънцето, ще изгрява със слънчевия залез, в полунощ (когато наблюдателят е в точка A) планетата ще бъде най-високо над хоризонта (горна кулминация) и ще залязва с изгрева на Слънцето.
По принцип вътрешната планета Венера би могла също да се вижда през цялата нощ, от полярните райони (без полюсите) през лятото, в периоди, когато е с голямо отстояние по деклинация от Слънцето. Тогава през нощта Слънцето се спуска на малка дълбочина под хоризонта, а Венера може да остане незалязваща и да се вижда, макар и в светлеещото небе близо до хоризонта.
В дадения текст има две грешки. Първата е, че Вечерницата заблестява на изток. Втората е, че от текста се подразбира, макар и не съвсем явно, че Вечерницата е звезда: “... заблестява на изток Вечерницата, а след нея – и другите звезди.” Както вече отбелязахме, Вечерницата не звезда, а е едно от имената, с които наричаме планетата Венера.
Най-благоприятният период, в който можем да наблюдаваме Венера като Вечерница, е около максималната й източна елонгация – положение 2 на фигурата. Тогава тя е на най-голямото възможно ъглово отстояние от Слънцето, видимо за земния наблюдател. Намира се на изток от Слънцето, така че залязва вечер определено време след неговия залез. Затова се вижда на запад. (Когато планетата е в максимална западна елонгация – положение 3 на фигурата – имаме период на най-добра видимост на Венера като Зорница. Тя изгрява сутрин преди изгрева на Слънцето.) Като имаме предвид, че планетите обикалят около Слънцето в същата посока, в която се движи и Земята, от фигурата виждаме, че в периода на най-благоприятната си видимост като Вечерница Венера се приближава към Земята.
Оригинал в Архива: NOA2_2007_9-10problems.pdf · официални решения: NOA2_2007_9-10solutions.pdf