СПбАО 2025, II кръг (очен), 7–8 клас, файл theo.pdf — Задача 5
XXXII Санкт-Петербургская Астрономическая олимпиада, теоретический тур, решения · 2 февруари 2025 г.
Условие
В поле зрения телескопа видна спиральная галактика и шаровое звездное скопление, причем их видимые угловые размеры совпали. Оцените возможное расстояние до галактики.
Отговори
- От примерно 500 кпк до 10 Мпк.
Решение
Шаровые звездные скопления (ШЗС) присутствуют в гало спиральных галактик, однако у далеких галактик они выглядят почти точечными объектами из-за своих относительно небольших линейных размеров. Значит, в задаче идет речь о ШЗС, относящемся к нашей Галактике.
Характерные диаметры крупных ШЗС составляют около 60 пк. Диаметр спиральной галактики можно оценить для простоты счета как 30 кпк (равен диаметру Млечного Пути), что при равных угловых размерах дает отношение расстояний до двух объектов: галактика дальше ШЗС в раз.
Если считать, что ШЗС Млечного Пути распределены случайным образом в шаре диаметром 30 кпк относительно центра нашей Галактики, то формально ШЗС могут быть удалены от нас на расстояние до кпк (если скопление находится за центром Млечного Пути относительно нас), но мы бы тогда его не увидели из-за межзвездного поглощения. Значит, в качестве оценки максимальной оценки дальности ШЗС можно взять 20 кпк, что с учетом дальности спиральной галактики позволяет оценить расстояние до нее как 10 Мпк.
В качестве минимальной оценки можно взять 1 кпк, т.к. это сравнимо с толщиной диска Галактики (в действительности самое близкое ШЗС — М4 в Скорпионе — находится на расстоянии 2.2 кпк от нас). В таком случае минимальное расстояние до галактики будет составлять 500 кпк, что вполне согласуется с реальностью: ближайшая к нам крупная спиральная галактика Андромеды М31 находится на расстоянии около 750 кпк, а менее крупная — Большое Магелланово Облако — на расстоянии 50 кпк.
В.В.Григорьев
Оригинал в Архива: theo.pdf