ВсОА 2011, Заключителен етап, 9–11 клас — Задача 13. Теоретический тур, 11 класс. 1. Эхо космического взрыва
XVIII Всероссийская олимпиада школьников по астрономии. г. Анапа, 2011 г. Теоретический тур, практический тур (9, 10, 11 класс)
Условие
Мощный короткий гамма-импульс от далекой сверхновой звезды был одновременно зафиксирован 12 апреля на искусственных спутниках Земли и Марса, а также на космической станции «Улисс», расположенной в этот момент над северным полюсом Солнца. В каком созвездии находилась сверхновая звезда, если Марс в этот день был в противостоянии с Солнцем? Наклоном плоскости экватора Солнца к плоскости эклиптики пренебречь.
Отговори
- В созвездии Стрельца или Близнецов (направление перпендикулярно линии «Солнце-Земля» в плоскости эклиптики — туда, где Солнце видно около 12 января и 12 июля).
Решение
(О.С. Угольников)
В момент, описанный в условии задачи, планета Марс оказывается в противостоянии с Солнцем. Гелиоцентрические эклиптические долготы Земли и Марса в этот момент совпадают. Если мы построим рисунок в плоскости, перпендикулярной плоскости эклиптики и пересекающей ее по линии «Солнце-Земля», то Марс также попадет в плоскость рисунка (хотя он может и не лежать точно на продолжении линии «Солнце-Земля»).
По условию задачи, мы пренебрегаем наклоном плоскости солнечного экватора к плоскости эклиптики (в реальности эти две плоскости образуют угол в 7°, который не влияет на ответ данной задачи). Межпланетная станция «Улисс» располагается над северным полюсом Солнца, линия «Солнце-Улисс» перпендикулярна плоскости эклиптики. Таким образом, «Улисс» также располагается в плоскости рисунка.
Итак, Земля, Марс и «Улисс» находятся в картинной плоскости, но при этом не лежат на одной прямой. Во всех трех точках данной плоскости короткий гамма-импульс от сверхновой звезды фиксируется одновременно. Это может быть только в том случае, если направление на сверхновую звезду перпендикулярно плоскости рисунка (иначе наблюдалась бы временная задержка, связанная с конечностью скорости света).
Линия, перпендикулярная плоскости рисунка, лежит в плоскости эклиптики и перпендикулярна линии «Солнце-Земля». Она пересекает небесную сферу в точках, в которых мы можем видеть Солнце за 3 месяца до и после даты наблюдения, то есть около 12 января и 12 июля. Эти точки располагаются в созвездиях Стрельца и Близнецов. В одном из этих созвездий и вспыхнула сверхновая звезда.

Оригинал в Архива: prob2011tepr.pdf · официални решения: psol2011tepr.pdf