НОА 2026, I кръг (общински), 9–10 клас — Задача 3. Космически телескопи

• А) Кеплер – трите закона за движението на планетите; Хъбъл – разстоянията до близките галактики, разбягването на галактиките и разширението на Вселената, морфологичната класификация на галактиките; Хершел – откриването на инфрачервените лъчи и на планетата Уран; Планк – връзката между енергията на фотона и честотата, закономерностите при излъчването на абсолютно черно тяло; Комптън – ефектът на Комптън; Чандрасекар – пределната маса на белите джуджета (граница на Чандрасекар).

  6 × 0,5 т.

• Б) Кеплер – видима светлина и малка част от близкия инфрачервен диапазон; Хъбъл – видима светлина, близък ултравиолетов и близък инфрачервен диапазон; Хершел – далечен инфрачервен диапазон; Планк – микровълни; Комптън – главно гама-лъчи, но също и рентгенови лъчи; Чандра – рентгенови лъчи.

  6 × 0,5 т.

• В) На тях не им влияят смущенията в качеството на изображението, предизвикани от земната атмосфера, и те могат да извършват наблюдения в диапазони от електромагнитни вълни, които не се пропускат от атмосферата.

Решение:

А)+Б) Йохан Кеплер – открива, че планетите се движат около Слънцето по елиптични орбити и формулира трите закона за движението на планетите, известни днес като закони на Кеплер. Телескопът Кеплер е предназначен за търсене на планети около други звезди. Извършвал е наблюдения във видима светлина и в малка част от близкия инфрачервен диапазон.

Едуин Хъбъл – пресмята разстоянията до близките галактики, открива разбягването на галактиките и разширението на Вселената. Изготвя морфологичната класификация на галактиките. Телескопът Хъбъл извършва наблюдения на многообразни космически обекти във видима светлина, близкия ултравиолетов диапазон и близкия инфрачервен диапазон.

Уилям Хершел – открива инфрачервените лъчи, планетата Уран, няколко спътници на планети, множество звездни купове, мъглявини и галактики, конструира собствени телескопи. Телескопът Хершел е бил предназначен за наблюдение в далечния инфрачервен диапазон. На Хершел има наречен и друг, наземен телескоп (WHT на Канарските острови).

Макс Планк – открива връзката между енергията на фотона и честотата, закономерностите при излъчването на абсолютно черно тяло, един от основоположницете на квантовата механика. Телескопът Планк е предназначен за наблюдение в микровълни с цел изследване на реликтовото излъчване (микровълновото фоново излъчване).

Артър Комптън – открива т.нар. ефект на Комптън – разсейване на високоенергетични фотони при взаимодействието им с електрически заредени частици, най-вече електрони. Космическият телескоп Комптън ще извършва наблюдения главно в гама-лъчи, но също и в рентгенови лъчи.

Субраманян Чандрасекар – дава съществен принос в астрофизическите изследвания, доказва съществуването на пределна маса за белите джуджета, известна като граница на Чандрасекар. Телескопът Чандра извършва наблюдения в рентгенови лъчи.

В) Главното предимство на космическите телескопи е, че на тях не им влияят смущенията в качеството на изображението, предизвикани от земната атмосфера, а също и че те могат да извършват наблюдения в диапазони от електромагнитни вълни, които не се пропускат от атмосферата.

Критерии за оценяване (общо 10 т.):

А) За посочване на главни изследователски приноси на дадените учени – 6 × 0,5 т. = 3 т.

Б) За посочване на диапазоните от електромагнитния спектър, в които работят телескопите – 6 × 0,5 т. = 3 т.

В) За правилни съображения относно предимствата на космическите телескопи – 4 т.