ВсОА 2003, Заключителен етап, 8–11 клас, творческо-практически тур — Задача 3. Шаровое скопление в карликовой галактике
X Российская олимпиада школьников по астрономии и физике космоса. Творческо-практический тур. Условия задач · 4 април 2003 г.
Внимание: Бележка към темата
Официальные решения в архиве есть только для задачи 7 10 класса и задачи 7 11 класса.
Условие
10 класс. Задача 7.
Карликовая галактика К61 (открыта в 1968 г В. Караченцевой) - один из спутников гигантской спиральной галактики М81 в Большой Медведице Как она выглядит, показывает снимок в красных лучах, сделанный с помощью 6-м телескопа С АО (Рис.1), масштаб исходного снимка 1" в 1 мм. К61 выгодно отличается от других карликовых галактик наличием в ней большой газовой туманности (на северо-восточном краю яркой центральной области галактики) и шарового скопления (в центре). Более детальный снимок района шарового скопления получен с помощью космического телескопа им Хаббла (Рис 2). На нем, кроме шарового скопления (большое черное пятно в центре), видны отдельные ярчайшие звезды галактики - красные гиганты (маленькие черные квадратики). Их видимые величины Расстояние до К61 составляет около 3,6 Мпк.
Задание.
• Оцените линейный размер шарового скопления и
• его абсолютную звездную величину. Для приблизительной оценки яркости ее можно считать пропорциональной площади, засвеченной источником. Для этого не очень точного метода оценку можно (и разумно) производить в целых числах звездных величин.
• По полученным Вами оценкам сравните шаровое скопление в К61 с шаровыми скоплениями нашей Галактики (их размеры от нескольких пс до сотен пс, абсолютные звездные величины М - от -5 до -9)
• Чем, по-вашему, для исследования карликовой галактики удобно присутствие в ней шарового скопления и газовой туманности?
Отговори
D ≈ 10 пк; m = 21; M ≈ -7
По официальному решению: линейный диаметр около 10 пк, абсолютная величина около -7; оба значения попадают в интервал значений для шаровых скоплений Галактики.
Решение
Ожидаемые ответы.
Шаровое скопление в карликовой галактике. (Е.Л.Ченцов, обработка - М.Г.Гаврилов).
Из рис.2: угловой диаметр скопления ~ 0,5". При удалённости 3,6 Мпк это соответствует линейному диаметру
D = 3 600 000 пк × 0,5 / 200 000 ≈ 10 пк.
Оценивая отношение яркостей скопления и красного гиганта по отношению площадей их изображений на Рис.2 (красный гигант засвечивает 1 клеточку, шаровое скопление – 50), получаем ~ 50 или около 4 звёздных величин. Тогда видимая величина скопления
m = 25 - 4 = 21.
(Примечание: точное значение 20,7.) Расстоянию 3,6 Мпс соответствует (m-М) = 27,8. Отсюда абсолютная величина скопления
М = 21 - 27,8 " -7.
Найденные D и М попадают в интервал их значений для Галактики.
Как видно из рис.1 и 2, поверхностная яркость карликовой галактики очень низка. Она недостаточна для получения спектра, т.е. для измерения лучевой скорости, определения химического состава и т.п. Но его позволяют получить яркие детали - шаровое скопление и газовая туманность.
Оригинал в Архива: prob2003prac.pdf · официални решения: sol2003prac.pdf