Самара 2015, I кръг (задочен), 8–9 клас — Задача 3. Фотография кометы C/2014 E2 и ее физическая природа
Условия конкурсных задач олимпиады по астрономии SAMRAS-2015 среди учащихся 8-9 классов заочного тура № 1 · 3 т.
Уровень А
Уровень «Новичок» (уровень А)
Уровень B
Уровень «Знаток» (уровень B)
Уровень C
Уровень «Профи» (уровень C)
Условие
На фотографии (см. рис. 1) представлен образ кометы C/2014 E2 (Jacques), полученный 21 мая 2014 года. Комета видна как туманное пятнышко, с характерным туманным «отростком». Однако, в день открытия (13 марта 2014 года) она выглядела как точечный объект (см. рис. 2). Объясните физическую причину такого «перевоплощения» кометы. Какие основные составляющие в структуре кометы Вы обнаружили на рис. 1? (3 балла).


Отговори
- «Перевоплощение» кометы обусловлено сближением с Солнцем, нагревом ядра, увеличением темпов сублимации водяного льда и образованием комы; на рис. 1 видны кома и хвост.
Решение
Как известно, основной структурной составляющей кометы является ядро, которое представляет собой почти однородную смесь скальных пород и летучих космических льдов. Причем главной компонентой среди льдов является водяной лед. Комета была открыта 13 марта 2014 года на расстоянии около 3 а.е. от Солнца. На таких расстояниях от Солнца температура ядра является еще достаточно низкой и водяной лед только начинает сублимировать (испаряться) с поверхности ядра. При этом на фотографии (см. рис. 3) мы фактически видим ядро кометы. По мере сближения кометы с Солнцем, темпы сублимации быстро нарастают и вокруг ядра образуется достаточно плотная газопылевая оболочка, называемая кома. Под действием Солнечного света и ветра часть комы "выдувается" прочь от Солнца, порождая хвост кометы, который виден на фотографии, как туманный «отросток». Поскольку в окрестности Солнца (своего перигелия) комета движется с относительно большой скоростью, то образ кометы может изменяться в течение нескольких дней-недель. Т.о. на рис. 2 мы видим лишь кому и хвост (ядро не видно в принципе, в силу высокой непрозрачности комы).
Ответ: «Перевоплощение» кометы обусловлено сближением с Солнцем, нагревом ядра, увеличением темпов сублимации водяного льда и, как следствие, образованием комы – газопылевой оболочки вокруг ядра; на рис. 2 мы видим лишь кому и хвост. ( балла).
Оригинал в Архива: Tasks[SAmRAS_2015-1]_8-9 classes.pdf · официални решения: TasksDecisions[SAmRAS_2015-1]_8-9 classes.pdf