НОА 2024, II кръг (областен), 9–10 клас — Задача 5. Малко куче
XXVII Национална олимпиада по астрономия 2024, областен кръг, възрастова група IX-X клас · 25 февруари 2024 г. · 12 т.
Условие
5 задача. Малко куче. Двете най-ярки звезди в съзвездието Малко куче (Canis Minor) са Процион ( = 07h 39m 18s, = +05° 13′ 30″, звездна величина ) и Гомейза ( = 07h 27m 09s, = +08° 17′ 21″, звездна величина ). За наблюдател в точка X по земната повърхност Процион кулминира (достига максимална височина над хоризонта) на 10 януари в 06:15 UT (Универсално време), точно в зенита (на височина 90°).
Приемете, че Земята е сфера с радиус 6370 km.
А Намерете разстоянието от точка X до екватора, измервано в километри по земната повърхност. [3 т.]
Б Каква е максималната височина над хоризонта, до която може да се издигне завездата Гомейза, за наблюдател в точка X? [3 т.]
В В колко часа по UT Гомейза е в горна кулминация на 1 януари за точка X? [3 т.]
Г Каква приблизително е географската дължина на точка X? [3 т.]
Отговори
А 581 km
Географската ширина на X е N; .
Б
86° 56′.
В около 06:43 UT
Гомейза кулминира около 8 минути преди Процион, т.е. в 06:07 UT на 10 януари; 9 дни по-рано кулминацията е с ~36 минути по-късно, около 06:43 UT.
Г -89 °
–5h 57m = 89°W (запад).
Решение
Решение:
А) Процион на деклинация +05° 13′ 30″ кулминира в зенита за точка X. Деклинацията на зенита е равна на географската ширина, следователно географската ширина на точка X е +05° 13′ 30″ = 5.225°N. Разстоянието до екватора пресмятаме с отношения на дъги:
Получаваме приблизително 581 km до екватора. (3т.)
Б) Разликата на деклинациите на двете звезди е 08° 17′ 21″ – 05° 13′ 30″ = 03° 04′ приблизително. Тъй като деклинацията на зенита за X винаги е 05° 13′ 30″, гореполученото е отстоянието на Гомейза от зенита в горна кулминация. Максималната височина на Гомейза е 90 – 03° 04′ = 86° 56′. (3т.)
В) Ректасцензията на Гомейза е около 8m по-малка от тази на Процион, т.е. Гомейза кулминира около 8 минути по-рано, или в 06:07 UT на 10 януари. Звездите кулминират около 4 минути по-рано всеки ден, т.е. на нова година (9 дни по-рано) Гомейза е кулминирала 36 минути по-късно спрямо 10 януари, около 06:43 UT. (3т.)
Г) При зимното слънцестоене на 21 декември ректасцензията на Слънцето е 18h и в полунощ (00:00 UT) на Гриничкия меридиан звездното време е 6h (тъй като Слънцето тогава е в долна кулминация там). На 10 януари (20 дни по-късно) Слънцето е увеличило ректасцензията си приблизително с 20° = 1h 20m и звездното време в 00:00 UT на Гринуич е 6h + 1h 20m = 7h 20m. В 06:15 UT на 10 януари звездното време се е увеличило с 6h 16m и на Гринуич вече е 7h 20m + 6h 16m = 13h 36m. В този момент звездното време в град X е 07h 39m, тъй като звездното време е равно на ректасцензията на звездите в горна кулминация в момента (в случая, Процион). Това е с 5h 57m по-малко от звездното време на Гринуич, което се равнява на разликата в географските дължини. Географската дължина на X е –5h 57m = 89°W (запад). (3т.)
Оригинал в Архива: 24-II-910.pdf · официални решения: a24-II-910.pdf