НОА 2011, IV кръг, Младша възраст — Задача 1. Юпитер
МИНИСТЕРСТВО НА ОБРАЗОВАНИЕТО И НАУКАТА · ЦЕНТРАЛНА КОМИСИЯ ЗА ОРГАНИЗИРАНЕ НА ОЛИМПИАДАТА ПО АСТРОНОМИЯ · XIV НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО АСТРОНОМИЯ · http://astro-olymp.org · IV кръг · Теоретичен тур · Младша възраст · 12 т.
Условие
Вие сте изследователи на Юпитер и наблюдавате с нов и много съвършен телескоп любимата си планета. На снимката е показана прекрасната гледка, която се разкрива пред вашия поглед. Спътникът Йо хвърля своята сянка върху облачната атмосфера на Юпитер.
1 Необходимо ли ще бъде да бодърствате до ранните утринни часове, за да изгрее Юпитер и да видите тази гледка? Обосновете своя отговор.
2 Как ще се променят условията на видимост на планетата от тази нощ нататък – ще се удължава ли или ще се скъсява времето от нощта, през което Юпитер ще може да се наблюдава? Защо?
3 Как ще се променя разстоянието между Юпитер и Земята – ще се увеличава или ще намалява? Дайте обяснение.
Решение
Както знаем, Голямото червено петно – най-големият атмосферен вихър в Слънчевата система – се намира в южното полукълбо на Юпитер. Следователно на снимката северният полюс на планетата е нагоре, а сянката на Йо е отместена на изток от спътника. Петното заедно със сянката се намират в западната част на видимия диск на Юпитер. Отместването на сянката спрямо видимото положение на спътника е сравнително малко. В мястото на сянката слънчевите лъчи падат към повърхността на Юпитер под ъгъл близък до 90°. Всичко това означава, че Слънцето се намира по небесната сфера западно от Юпитер и то на много голямо ъглово отстояние – то е почти „зад нас”. Оттук заключаваме, че Юпитер изгрява от източната част на хоризонта не много дълго преди залеза на Слънцето и се вижда през почти цялата останала нощ. Ето защо няма да ни се наложи да чакаме изгрева на планетата до утринните часове, а напротив, ще можем да я наблюдаваме през по-голямата част от нощта.
С течение на времето поради орбиталното си движение Юпитер би трябвало да се премества от запад на изток. Земята, обаче, се движи по своята орбита значително по-бързо от Юпитер и го „изпреварва”. Конфигурацията на снимката показва, че благодарение на това моментът на противостоене на Юпитер вече е отминал. Около този момент условията за видимост на планетата са били най-добри, защото тя е изгрявала със залеза на Слънцето и се е виждала през цялата нощ. Освен това тогава разстоянието между Земята и Юпитер е било най-малко. Оттам нататък Юпитер ще изгрява все по-рано и периодът му на виидимост се скъсява. Това ще продължи още и доста време след момента, в който е направена снимката. Разстоянието от Земята до Юпитер постепенно ще се увеличава.
Критерии за оценяване (12 т.):
За правилно съобразяване на ориентацията на Юпитер по Голямото червено петно – 1 т.
За правилни разсъждения свързващи взаимните разположения на спътника, сянката и видимия диск на планетата от една страна, и положението на Слънцето и Юпитер относно Земята – 5 т.
За правилни разсъждения и заключения относно условията на видимост на Юпитер в момента на снимката – 2 т.
За правилни разсъждения и отговор на въпроса как ще се изменят условията на видимост след този момент – 3 т.
За правилни заключения относно изменението на разстоянието до Юпитер – 2 т.
Оригинал в Архива: NOA4_2011_MLproblems.pdf · официални решения: NOA4_2011_MLsolutions.pdf