天文宇宙検定一級 #天文宇宙検定一級その2
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1. 小惑星「イトカワ」「リュウグウ」「トリフネ」は共に何群に分類される小惑星か。
地球近傍小惑星はアポロ群、アモール群、アテン群、アティラ群に大別され、アポロ群は地球より大きな軌道長半径を持つ地球横断小惑星で、PHAに属する。
2. ブラックホールの合体過程に関し正しい選択肢を選べ。
- インスパイラル段階は連星ブラックホールの公転に伴い、重力波放出は1公転につき1度のピークが生じる
- マージャー段階は近似式などで表すことができず、厳密なアインシュタイン方程式を数値的に解く必要がある
- リングダウン段階の時空の振動は増幅していき、増幅率Qはスピンパラメータaで決まる
インスパイラル段階の重力波放出は1公転につき2度のピークが生じる。リングダウン段階の時空の振動は減衰しながら落ち着いていき、減衰率Qはスピンパラメータaを用いて、Q=0.7+1.4187(1-a)^(-0.499)と近似される。
3. オールト定数をA、Bとする。-(A+B)は何を表すか。
- 太陽近傍の恒星の太陽運動による相対運動の影響を取り除く補正を行った空間運動
- 太陽の位置での銀河回転速度の変化率
- 太陽の位置での銀河回転角速度
オールト定数は太陽軌道の位置での銀河回転角速度によって決まる2つの定数であり、A-Bは太陽の位置での銀河回転角速度を、-(A+B)は太陽の位置での銀河回転速度の変化率を与える。
4. 重力崩壊型超新星のうち、水素外層を保持した超巨星の爆発で、極大後80〜120日にわたる光度がほぼ一定の期間が見られるものはどれか。
ⅡL型は極大後の時間経過に対し等級スケールで直線的(liner)に減光する。ⅡP型のPはplateau phaseの意味。Ⅱb型は当初見えていた水素線が時間とともに消えIb型に似たスペクトルに変化する。
5. 水素原子4個が核融合しヘリウム原子1個になるときの水素原子1個あたりの質量欠損を求めよ。但し水素とヘリウムの原子量をそれぞれ1.0079、4.0026とする。
4×1.0079-4.0026=0.029が質量差であり、水素原子1個あたりは0.029/4=0.0725
6. 2030年代に打ち上げを目指すESAの金星探査機はどれか。
金星探査機ヴェリタス、ダヴィンチはともにNASAの計画である。
7. 古代中国で「積尸気(ししき)」と呼ばれていたメシエ天体はどれか。
M44はかに座のプレセぺ星団で、肉眼でもぼんやり見えることから古代中国では積尸気(死体から立ち上る妖気)と呼ばれていた。
8. 天王星をウラヌスと名付けたのは誰か。
天王星の発見者ウィリアム・ハーシェルは国王の名をとってジョージ星という名称を提案したが、最終的にボーデが提唱したウラヌスと呼ばれるようになった。
9. ブラックホール脱毛定理にいう3つの物理量として誤っているものはどれか。
ブラックホール脱毛定理とは、重力と電磁気力のみを考慮したアインシュタイン・マクスウェル系でのブラックホール解における観測可能な量は質量、電荷、角運動量の3つの物理量だけというもの。
10. 静止した電子を電圧1メガVで加速させたときのド・ブロイ波長を求めよ。但し電気素量e=1.6×10^-19C、電子質量m=9.1×10^31kgを用いよ。
- 6.0×10^-11m
- 1.2×10^-12m
- 2.7×10^-12m
ド・ブロイ波長λ=h/p(hはプランク定数、pは電子運動量)、電圧Vを加えると電子はeVの仕事をされるため、速度をvして1/2mv^2=eVより、λ=h/√(2meV)≒1.2×10^-12m。
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