НОА 2012, III кръг (национален), 9–10 клас — Задача 1. Полюси

• $\alpha_{\text{ек}} = 18^h,\ \delta_{\text{ек}} = 90° - 23.5° = 66.5°;\quad \delta_{\text{гал}} = 90° - 62° = 28°,\ \alpha_{\text{гал}} = 12^h40^m$

  Ректасцензията на северния галактичен полюс е или $0^h40^m$, или $12^h40^m$; изборът се прави, като се знае, че полюсът е в съзвездието Косите на Вероника (съседно на Лъв и Дева), т.е. $12^h40^m$. Ярката жълтобяла ивица е Млечният път, а синкавата – инфрачервеното излъчване на праха в равнината на планетните орбити, който сключва голям ъгъл с галактичната равнина.

Решение:

Както знаем, оста на земното кълбо е наклонена на ъгъл приблизително 23.5° към оста на земната орбита около Слънцето, или както е прието да се казва, оста на еклиптиката. На Фиг. 1 е представена небесната сфера. С Р и Р’са отбелязани северният и южният небесен полюс, а с П и П’ – северният и южният еклиптичен полюс. Еклиптиката и небесният екватор се пресичат в две точки – пролетната и есенната равноденствени точки. Прието е ректасцензията да се отчита от пролетната равноденствена точка, т.е. тази точка има ректасцензия $0^h$. След като премине през пролетната равноденствена точка при своето видимо годишно движение по небесната сфера, Слънцето започва да се издига в северната небесна полусфера и в деня на лятното слънцестоене достига до деклинация 23.5°. Тогава то има ректасцензия $6^h$. Следователно северният полюс на еклиптиката има ректасцензия $18^h$. Деклинацията на северния еклиптичен полюс е 90° – 23.5° = 66.5°.

Средната линия на Млечния път ни показва ориентацията на плоскостта на Галактиката. Щом тя се пресича с небесния екватор под ъгъл 62°, то деклинацията на северния полюс на Галактиката трябва да е 90° – 62° = 28°. На Фиг. 2 отново е дадена небесната сфера. С А и А’ са отбелязани пресечните точки на средната линия на Млечния път и небесния екватор. Нека А е точката, чиято ректасцензия е $18^h40^m$. Това означава, че ректасцензията на северния галактичен полюс може да е или $0^h40^m$, или $12^h40^m$ – зависи как е ориентирана оста на Галактиката.

Добрите астрономи любители биха могли да знаят, че северният галактичен полюс се намира в съзвездието Косите на Вероника. То е в съседство със зодиакалните съзвездия Лъв и Дева. Там Слънцето се намира около началото на есента, което съответства на ректасцензия около $12^h$. Следователно ректасцензията на северния еклиптичен полюс е $12^h40^m$. До същия извод може да се стигне и като се използва друг известен факт. Ректасцензия $18^h$ съответства на положението на Слънцето в началото на зимата. Следователно тази област е близо до ядрото на Галактиката, намиращо се по направление на съзвездието Стрелец. А добрите познавачи на звездното небе трябва да знаят, че оттам по посока на нарастване на ректасцензията Млечният път се издига нагоре в северната небесна полусфера към съзведията Орел и Лебед. Следователно оста на Галактиката трябва да е наклонена приблизително към есенната равноденствена точка, откъдето отново правим извода, че ректасцензията на Северния галактичен полюс е $12^h40^m$.

На изображението на небето в инфрачервени лъчи ярката жълтобяла ивица представлява Млечния път. Най-ярката област от него е в центъра на изображението. По направление към тази област е ядрото на нашата Галактика. Във видима светлина то е закрито от тъмни газово-прахови космически облаци. За разлика от видимата светлина, инфрачервените лъчи преминават през тези облаци, а и самите облаци преизлъчват под формата на инфрачервени лъчи погълнатото от тях лъчение на звездите. Следователно в центъра на изображението е областта на съзвездието Стрелец, в което както знаем, се намира центърът на Галактиката.

Да обърнем внимание на синкавата светла ивица, която се пресича с Млечния път. Тя се получава от инфрачервеното излъчване на праховите частици, съсредоточени около плоскостта на планетните орбити в нашата собствена Слънчева система. С други думи ориентацията и разположението на синкавата ивица са близки до тези на еклиптиката. Ясно се вижда, че плокостта на планетните орбити в Слънчевата система сключва доста голям ъгъл с плоскостта на Галактиката. В резултат на тези разсъждения и като знаем, че Слънцето се намира по-скоро към периферията на галактиката (на разстояние от галактичния център около 2/3 от радиуса на Галактиката), можем да построим схемата на разположението на Слънчевата система в Галактиката, дадена по-долу.

Равнината на планетните орбити е дадена в перспективно изображение като сива елипса. Разбира се размерите на Слънчевата система са много силно преувеличени – ние знаем, че в сравнение с огромните галактични мащаби, те са нищожни.

Критерии за оценяване (общо 18 т.):

• За правилно обяснение на начина и определяне на деклинацията на северния еклиптичен полюс – 2 т.
• За правилно обяснение на начина и определяне на ректасцензията му – 3 т.
• За правилно определяне на деклинацията на северния полюс на Галактиката – 2 т.
• За правилни теоретични разсъждения относно определянето на ректасцензията на северния галактичен полюс – 2 т.
• За проявени допълнителни знания, спомагащи за окончателното определяне на ректасцензията му и верен краен извод – 3 т.
• За разбиране какво представлява ярката жълтобяла ивица на изображението в инфрачервени лъчи – 1 т.
• За отговор кое съзвездие се намира в центъра на изображението – 1 т.
• За обяснение какво представлява синкавата ивица – 1 т.
• За правилно съставена схема на разположението на Слънчевата система в Галактиката и обяснения – 3 т.