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由中国天文学会主办,北京天文馆、中国天文学会普及工作委员会承办的2019年全国中学生天文知识竞赛预赛于2019年3月23日在全国18个考点成功举行。

竞赛宗旨:推动天文基础教育,为全国热心天文学的师生提供交流平台,加强天文科普教育的国际交流与合作。竞赛内容:天文相关时讯,基本天文概念和常识,天文观测。根据全国预赛成绩,入围全国决赛的名单(高年组预赛成绩56分及以上,低年组预赛成绩60分及以上)已在北京天文馆官方网站(http://www.bjp.org.cn/)发布。

2019年全国中学生天文知识竞赛预赛试卷
2019年3月23日14:00-15:30 闭卷

【注意事项】请务必仔细阅读!
1. 每位考生会拿到一张预赛试卷和一张答题卡。试卷和答题卡都需要逐题填写,并且填写的内容必须完全一致。试卷和答题卡填写内容不一致的题目每题得-4分。
2. 低年组考生(指2004年1月1日以后出生,并且没有参加过国际天文奥赛 IAO 和亚太天文奥赛 APAO 的考生)只答本卷的01-30题,高年组考生只答06-35题。
3. 本卷为闭卷考试,请答卷人按照自己的真实水平独立完成答卷,并认真、完整地用签字笔在试卷上填写有关信息、答卷并签字,用2B铅笔在答题卡上按要求签名(应与试卷上的签名一致;签名明显不一致的取消参赛资格),填涂试卷类型(见本注意事项之前的表格第二列)、准考证号(在空格处写数字,并填涂每个数字下面对应的部分)、组别,以及每道题的答案。未按要求填涂的取消考试成绩。考试开始30分钟之后才可交卷,并在不影响其他考生答题的情况下安静离开考场,否则取消考试成绩。在监考老师宣布考试结束时,该考场所有考生应停止答卷,将试卷和答题卡放在桌上,保持安静离开考场。
4. 每题选择一个最接近正确的答案。将对应的字母(A,B,C,D之一)填在试卷上并填涂在答题卡该题号下方的对应处。不会做的题目不选。已填涂的答案如需改正,请用橡皮将原答案尽量擦除干净。每道题答对得4分,答错或多选得-4分,不选得0分。满分120分。草稿可写在试卷“草稿区”处。
5. 本试题、答案及决赛名单将在北京天文馆网站公布。

试卷类型 A

【试题】

01. 梅西叶天体M44位于(  )的天区内。
(A)巨蟹座 (B)猎户座
(C)大犬座 (D)金牛座

02. 大角星的视星等为(  )。
(A)2等  (B)1等
(C)0等  (D)-1等

03. 以下哪一项不是天文学的星座名?(  )
(A)杜鹃座 (B)天平座
(C)天炉座 (D)水蛇座

04. 一般认为,望远镜是荷兰的商人发明的,而首位将望远镜用于天文观测的人是(  )。
(A)牛顿  (B)开普勒
(C)伽利略 (D)哥白尼

05. 以下哪颗行星没有卫星?(  )
(A)金星  (B)火星
(C)木星  (D)土星

06. 2019年1月12日,中国天文学会和北京天文馆在京联合宣布启动国际天文学联合会(IAU)发起的“同一天空下”全球天文行动(中国大陆地区),以纪念IAU成立(  )周年。
(A)60    (B)80
(C)100  (D)200

07. “七月流火”是《诗经·豳风·七月》中的第一句,描述的是古人对天象的观察结果,其中的“火”是指(  )。
(A)火星
(B)火流星
(C)某种大气现象
(D)大火星

08. 半人马座α星距离我们大约(  )。
(A)2.8光年   (B)4.3光年
(C)16.7光年 (D)8.6万光年

09.(  )在2017年记录到的中微子来自一个名为TXS 0506+056的星系。星系中心超大质量黑洞所产生的两道喷流中有一道正好对准了地球,它会产生辐射和高能粒子,其中就包括了这次探测到的中微子和带电宇宙线。
(A)地中海中微子天文台
(B)南极冰立方中微子天文台
(C)钱德拉X射线天文台
(D)康普顿伽马射线天文台

10. 2019年唯一的一次日全食在哪个大洲可见?(  )
(A)欧洲  (B)非洲
(C)亚洲  (D)南美洲

11. 一位天文学家准备在今晚观测星团NGC6633,已知它大约在地方时刚过午夜后升起,且在本次竞赛预赛的所有考点都能被观测到,那么它可能位于以下哪个星座?(  )
(A)蛇夫座 (B)乌鸦座
(C)麒麟座 (D)宝瓶座

12. 下列流星雨中,2019年极大期间的观测受月光影响最小的是(  )。
(A)四月天琴座流星雨
(B)宝瓶座η流星雨
(C)猎户座流星雨
(D)双子座流星雨

13. 以下哪一项不是中国传统的天文仪器?(  )
(A)象限仪 (B)浑仪
(C)简仪  (D)圭表

14. 以下哪一项是2018年辞世的理论物理学家斯蒂芬·霍金最著名的理论?(  )
(A)黑洞辐射理论
(B)宇宙大爆炸理论
(C)提出希格斯粒子
(D)量子纠缠理论

15. 美国航天局(NASA)于2019年宣布超期服役的(  )火星探测器结束使命。
(A)机遇号   (B)勇气号
(C)水手1号 (D)朱雀号

16. 在地球表面观测,使用天文望远镜无法看到(  )。
(A)火星卫星 (B)水星相位
(C)太阳日冕 (D)月面莫斯科海

17. 太阳绕银心运动的轨道速度是(  )。
(A)7.9km/s (B)16.7km/s
(C)52km/s  (D)210km/s

18. 中国古人用测量正午时太阳影长的方式来确定二十四节气的日期,请问在哪一个节气观测到的日影长度最短?(  )
(A)秋分  (B)立冬
(C)冬至  (D)夏至

19. 仙女星系M31未来会与银河系合为一体,预计汇合的时间约为(  )。
(A)400万年 (B)4000万年
(C)40亿年   (D)400亿年

20. 以下说法不正确的是?(  )
(A)2018年6月,隼鸟2号探测器抵达小行星“龙宫”上空,随后,巡视器MINERVA-II1成功着陆于其表面并传回照片,成为首次成功着陆小行星上的巡视器。
(B)2018年8月,帕克太阳探测器发射升空,这也是NASA第一次以还在世者的名字来命名探测器。
(C)2018年10月,迄今为止第三个金星探测器贝比科隆博号(BepiColombo)发射升空,并将在7年后抵达相应轨道。
(D)2018年11月,旅行者2号穿过了太阳风边界,继旅行者1号后成为第二个正式进入星际空间的探测器。

21. 到目前为止,在距离我们太阳系10pc的范围之内,天文观测已经证实存在的数目最多的是以下哪类恒星(  )。
(A)O型   (B)G型
(C)M型  (D)褐矮星

22. 下列恒星核聚变反应可以形成的元素中,最重的是(  )。
(A)Si (B)Ca (C)Fe (D)Au

23. 2019年1月3日,嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面内(  )的冯·卡门撞击坑内。随后,嫦娥四号着陆器与巡视器玉兔二号顺利分离,玉兔二号抵达月球表面。这是人类首次在月球背面成功软着陆和巡视探测的航天器。
(A)金牛-利特罗峡谷
(B)南极-艾特肯盆地
(C)东海盆地
(D)坚忍环形山

24. 中国古代曾发展出自己独特的天文体系,我们现在所说的“农历”就是指过去数千年来我国一直沿用的历法系统,“农历”是什么类型的历法?(  )
(A)阳历  (B)阴阳合历
(C)阴历  (D)和现在的公历相同

25. 在中国古典神话故事《西游记》中,孙悟空手持一根如意金箍棒,重一万三千五百斤。平时孙悟空会把金箍棒变成“绣花针”大小放在耳朵里。与这根“绣花针”的密度最为接近的天体是(  )。
(A)参宿四
(B)天狼星伴星
(C)蟹状星云中心星
(D)织女星

26. 由欧空局主导研制的GAIA探测器是由以下哪种火箭发射入轨的?(  )
(A)俄罗斯Soyuz火箭
(B)欧洲Ariane火箭
(C)美国Falcon火箭
(D)中国长征火箭

27. 以下关于银河系的说法正确的是?(  )
(A)银心黑洞的质量约为40万个太阳质量。
(B)天文学家通过对恒星的观测发现银河系外盘有惊人的翘曲结构。
(C)太阳位于银河系的英仙臂上。
(D)银心位于半人马座方向。

28. 以下哪一架望远镜没有用来做与搜寻地外文明有关的项目?(  )
(A)FAST望远镜
(B)阿雷西沃(Arecibo)望远镜
(C)绿堤(Green Bank)望远镜
(D)SOHO望远镜

29. 哈雷彗星最远可以到达(  )。
(A)木星与土星轨道之间
(B)土星与天王星轨道之间
(C)天王星与海王星轨道之间
(D)海王星轨道外侧

30. 在地球表面观测,以下哪个波段的大气透过率最高?(  )
(A)可见光 (B)近红外
(C)射电  (D)远红外

31. 氢元素在宇宙中不可能存在的形态包括(  )。
(A)H II  (B)H I
(C)H2   (D)H III

32. 位于巴西里约热内卢(西经43°12',南纬22°54')的一位天文爱好者,在清晨大约6点抬头看到月亮位于头顶正上方,这天最可能是农历的(  )。
(A)初九  (B)十七
(C)廿三  (D)廿八

33. 位于北京(东经116°20',北纬39°56')的一位天文爱好者,当面向正南方向观测时,在以下哪个星座范围内能够看到地球同步轨道卫星?(  )
(A)盾牌座 (B)海豚座
(C)天琴座 (D)南鱼座

34. 以下哪一项表述最接近人类目前对系外行星卫星的探测情况?(  )
(A)已经探测到超过1万颗系外行星卫星。
(B)系外行星卫星亮度太低,人类不可能探测到。
(C)最新发射的空间探测器将有能力探测系外行星卫星。
(D)系外行星卫星不存在。

35. 某个望远镜的极限星等是20等,那么它能探测到的类太阳恒星的最远距离是(  )。
(A)520光年
(B)8400光年
(C)36000光年
(D)450000光年

【A 卷答案】
01-05 ACBCA
06-10 CDBBD
11-15 ABAAA
16-20 DDDCC
21-25 CCBBB
26-30 ABDDC
31-35 DCACC
北京天文馆 / 全国中学生天文奥赛组委会


  更早年份的天文试题资料,也可前往“天文奥赛”网站取得。(https://www.astro-init.top/

  更多海峡两岸天文试题,可在“有趣天文奇观”网站下取得,欢迎多加利用!(https://interesting-sky.china-vo.org/category/cnao/

表情包

发布单位:香港天文学会 观赏方式:需以口径10公分(4吋)以上的天文望远镜观赏 可拍照

  月亮的赤纬变化在+28.5~-28.5度之间。只要在离黄道不远的二十八星宿中,月亮每18.6年交点周期内就有机会掩蔽它们。

  2019年4月9日(星期二)晚上,农历三月初五,月掩金牛座4.3等亮星毕宿二,用小型望远镜可以追踪观赏。掩始现象:香港20时41分,恒星由月球暗面消失。香港掩始时月球仰角20度,地平方位282度。

  毕宿二是颗多重星,伴星B 7.85等,早1.8秒;伴星C 11.1等,早2分04秒;伴星D 9.1等,迟7分54秒;伴星E 10.6等,早2分36秒。

金牛座δ3 = R658 = 68 Tauri(V776)= 毕宿二

发布单位:香港天文学会

  一颗在2016年4月2日发现,临时编号2016 GE1近地小行星,北京时间2019年4月5日1时26分(预测误差±4日21时39分钟,表示可能在4月1日4时至4月9日22时之间掠过地球。由于欠缺足够观测数据,在最接近地球的时候,2016 GE1与地球的距离可能在426,478.8公里至5,320,236.4公里之间。标称距离(nominal distance)是1,492,682公里,是地球和月球之间平均距离的3.88倍(变化介乎1.11倍至13.84倍),它对地球没有任何威胁。小行星直径估计介乎16米至21米之间。

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  哈勃太空望远镜(Hubble Space Telescope,HST)捕捉到6478号小行星高尔特(6478 Gault),因自转太快而向外甩出物质的景象。甩出的物质形成两道如彗尾般的狭长碎屑尾,较长的碎屑尾约800,000公里长、4,800公里宽,短碎屑尾的长度则仅约长尾的1/4而已。分析显示这些碎屑尾应是在2018/10/28~12/30期间形成的,每条尾巴都代表高尔特的一段经历,而这些都是高尔特自1988年发现至今首度证实它正走向裂解毁灭的证据。

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  高尔特直径约4公里,距离太阳约3.44亿公里,位于火星与木星之间的主小行星带内。许多大型地面望远镜已陆续观测过高尔特的碎屑尾,第一条碎屑在2019年1月5日观测到,第二条则约在1月中旬观测到。主小行星带中迄今已知的小行星数量接近800,000颗,但观测到过的活跃小行星仅十来颗而已。天文学家估计如高尔特这般的事件并不常见,平均约每年发生1次。这些讯息可让天文学家借机了解小行星的化学组成,无须花大钱造太空船去近距离观测小行星或把小行星样本带回地球分析研究。

  哈勃影像显示高尔特碎屑尾中的尘粒按照直径大小排序:如沙子大小的大颗尘粒比较靠近高尔特,而相当于面粉大小的小颗尘粒则受到太阳光压的推挤而离高尔特较远。高尔特是第2颗观测到因太阳光压而逐渐分解的小行星。这种太阳光压致使小行星解体的作用称为YORP效应(Yarkovsky–O'Keefe–Radzievskii–Paddack effect)。当小行星被阳光加热,较暖的表面会向外发散红外辐射,小行星的部分动量也随之逸散。这个过程会在小行星上产生微小力矩,致使小行星自转速度持续增加。当自转造成的离心力超过让小行星维持自身不散的重力时,小行星表面变得不稳定,三不五时发生滑坡坍塌事件,使尘粒或石块以每小时数公里、相当于一般人溜达散步的速度漂入太空。

  这些天文学家估计:大约从1亿多年前开始,高尔特的自转速度就以每10,000年1秒的速率缓缓加快;目前它自转一圈仅约2小时左右,接近小行星自转速度的上限,显示这颗结构松散的小行星已经处在开始破碎的阶段。从哈勃影像显示:由于接近小行星的其他区域并没有其他碎屑散布,所以可以排除受到另一颗小行星撞击的可能。此外,从碎屑尾如此狭窄的情况来看,这些尘粒是在一次只持续数小时到数天的短暂喷发中释出的;这几次释出的尘埃量如果压缩在一起的话,大概可以形成直径接近150公尺的尘埃球。这样的尘埃量大约数个月后就会逸散在太空中,碎屑尾不再复见。

编译:台北天文馆张桂兰
资料来源:Hubblesite

发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:vtype_1.jpg 可拍照

  当从地球中心向外看,金星和月球的赤经经度相同时,称为「金星合月」,通常是一个农历月之中,金星和月球比较接近的时候。发生于2019/4/2中午12:17的金星合月,金星会位在月球北方约2.68度的地方。

  不过此时在金星合月发生时刚好是白天。台湾地区可见到月球和金星的时间,将在凌晨4:07金星升起之后,因此可在凌晨日出前朝东南东方观赏两天体接近的景观。金星和月球位在宝瓶座,金星亮度约-3.9等,月球为月龄26.8的残月,水星也恰巧在宝瓶座内,可以一同欣赏。 (台北天文馆王彦翔/编辑)

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2019/4/2凌晨5:00金星和月球接近景象示意图。以上示意图由Stellarium软体产生。

发布单位:台北市立天文科学教育馆 观赏方式:vtype_1.jpg 双筒望远镜辅助观赏 可拍照

  当从地球中心向外看,土星和月球的赤经经度相同时,称为「土星合月」,通常是一个农历月之中,土星和月球比较接近的时候。发生于2019/3/29下午12:59的土星合月,土星会位在月球北方约0.05度的地方。

  不过台湾地区在土星合月发生时刚好两者皆落入地平线下,台湾地区可见到月球和土星的时间约在凌晨2点月球升起之后,两者将随着时间而逐渐接近。日出前两者位于东南方、人马座天区内,最接近时距离约3.5度,土星亮度约0.6等,月球恰逢下弦过后。


2019/3/29凌晨5:30土星和月球接近景象示意图。以上示意图由Stellarium软体产生。

  值得一提的是,巴西、非洲南部到斯里兰卡一带都有机会见到月掩土星的现象的天象。相关月掩土星预报可以点选这里。 (台北天文馆王彦翔/编辑)


2019/3/29月掩土星的掩食带位置(资料来源:IOTA

2019年12月26日我国内地及港澳台各县市见食情况,详见紫金山天文台天象适时预报:
http://almanac.pmo.ac.cn/txssyb2019.htm


发布单位:香港天文学会 观赏方式:日食专用眼镜

  这次日环食,见食带经过新加坡的部分地区。

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  日食期间平均云量

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  新加坡十二月是雨季,通常下午二时至七时会有雷雨。日食初亏时间11时26分,食既时间13时22分,食甚时间13时23分,生光时间13时24分,复圆时间15时18分,又未必完全没有机会。

  如果您从未去过新加坡,可以停留长一些时间,有很多旅游的景点和当地美食非常值得游览和体验。详情可以参考一些新加坡必去、必玩、必食、必买的旅游网站。

1. 这次日环食只在新加坡中部和南部地区可以看见。

2. 天文同好到新加坡,一般会去新加坡科学馆https://www.science.edu.sg/,内有天文台(拥有一支40cm折反射望远镜),望远镜商店,也是新加坡天文学会http://tasos.org.sg/的会址。

3. 在新加坡科学馆位置看日环食,环食长1分43秒,扣除月球边缘地势修正后,环食过程只有47秒,有56秒看贝利珠时间。

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4. 新加坡南部圣淘沙岛单轨电车总站外围看日环食,环食长2分28秒,扣除月球边缘地势修正后,环食过程有2分02秒,只有26秒看贝利珠时间。

5. 另外一处新加坡人常去旅玩的巴淡岛(印尼最近新加坡的岛屿,乘船约一小时航程,香港特区护照免签证),环食长3分04秒,扣除月球边缘地势修正后,环食过程有2分42秒,只有22秒看贝利珠时间。

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6. 记得买日食专用眼镜时要认准ISO 12312-2国际认证号。如果日食眼镜寿命超过3年以上或者镜片上有划痕,请不要戴着它观看日食。绝对不可在毫无任何保护装置之下,用肉眼直视太阳,因为可能会造成眼睛的永久损伤!

安全观赏太阳的方法,请参考香港太空馆网页:
https://www.lcsd.gov.hk/CE/Museum/Space/zh_CN/web/spm/starshine/astroevent/solareclipse/solareclipse2.html

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  天文学家追溯一颗超高速恒星LAMOST-HVS1的轨迹,发现这颗距离约42000光年的恒星,是在银河系盘面获得它的超高速度,而不是原先认为都来自银河系中心的超大黑洞。

  这种超高速恒星(HVS)数量并不多,自2005年首次发现后,找到仅不到30颗。而且LAMOST-HVS1比其他超高速恒星快了两倍多,以超过时速160万公里移动。超高速恒星经历强大的引力弹射,才能达到如此高速。通常是双星太靠近黑洞,一颗被吞噬,而另一颗则被抛出。一般认为,能将恒星如此加速的凶手,就是银河系中心比太阳重400万倍的黑洞。但研究团队使用欧洲盖亚太空望远镜的资料,和位于智利Las Campanas天文台的麦哲伦望远镜观测LAMOST-HVS1的路径,轨迹显示这颗恒星在3300万年前来自于矩尺座旋臂上。

  天文学家认为这颗恒星可能是与多个大质量恒星的引力弹射,或者被星团里的中质量黑洞甩出。但目前在矩尺座旋臂都没找到这类天体,因此有可能是被尘埃所掩盖。由于这种中质量黑洞很难发现,或许LAMOST-HVS1起源地是搜寻这种黑洞的好地方。这项研究于The Astrophysical Journal上发表。(台北天文馆李瑾/编译)

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资料来源:Space.com

发布单位:台北市立天文科学教育馆

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NASA / ESA / G. Bacon / STSCI

  过去几年透过各式各样的观测方法,天文学家们找到了许多意想不到的系外行星。其中,一种被称为「泡芙行星」的系外行星更是颠覆了天文学家对于行星的想像,挑战了行星形成理论。

  所谓的「泡芙行星」是指质量小于海王星,但半径大于5倍地球半径,大小相当于一颗气体行星,密度小于每立方公分0.1克的超低密度行星,如同一颗蓬松的泡芙一般。由于这类行星的质量小,理论上其重力强度并无法维持如气体行星一般的大气层,在行星形成1000年内大气层就会在恒星风吹拂下流失殆尽。不过很显然的,这些行星都超过这个岁数了。

  从观测资料来看,这类行星的大气并没有明显的吸收光谱,同时也相当的不透明。最近,普林斯顿大学天文台的天文学家根据这类行星的大气透明度资料,提出了一种解释。他们认为这类行星大气有向外流动的气流,将底层的尘埃带到高层,因此降低了大气的透明度,同时也减缓了大气流失的速度。例如他们对开普勒51b所做的模拟,假设每年该行星流失10-10倍地球质量的大气,就足以携带粒径1奈米的尘埃到大气高层,并让观测到的行星半径膨胀到7倍地球半径。

  目前已在几颗系外行星观测到这些特征,科学家们希望能扩大对系外行星大气透明度的观测来验证理论。如果富含尘埃的大气在低质量系外行星中相当普遍,显然又会是另一项有待科学家们回答的问题。(台北天文馆王彦翔/编译)

  相关论文:Dusty Outflows in Planetary Atmospheres: Understanding “Super-Puffs” and Transmission Spectra of Sub-Neptunes, Lile Wang and Fei Dai 2019 ApJL 873 L1. doi:10.3847 / 2041-8213 / ab0653

资料来源:Sky&Telescope

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  天文学家最近有惊人的发现:在水星的轨道上发现尘埃环!其实,早在25年前就发现与地球共轨的环,之后也在金星轨道发现类似的结构,天文学家认为是行星以强大的重力拖曳粒子所造成。原先,科学家认为水星太小且太靠近太阳,无法捕捉尘埃环,再加上太阳风和磁力还会吹掉水星轨道附近的尘埃,所以水星轨道附近应该是没有尘埃环的,因此这次的发现让科学家们相当意外。

  水星尘埃环是分析NASA的日地关系天文台(STEREO)A与B两艘探测器所拍摄图像的结果。这两艘探测器于2006年进入太空,分别在地球前和后方绕太阳公转,以不同的角度观测太阳。研究团队认为水星尘埃环宽约1千5百万公里,比金星的小得多,而且这种尘埃非常稀薄。例如,金星共轨的光环仅比周围密度高10%,如果将所有金星尘埃环的灰尘装在一起,大概就只相当于一颗直径3.2公里的小行星。

  此外,科学家还模拟10,000颗在金星轨道的小行星,在历经45亿年后,还有约8%存活下来,没有被踢走。因此,他们认为金星绕日轨道上,应该还有一群未被发现的小行星,有可能就是尘埃环来源。这些地球内侧小行星因为总是出现在太阳附近,被太阳明亮光辉屏蔽而不易被发现。相关研究发表在The Astrophysical Journal Letters期刊。(台北天文馆李瑾/编译)

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资料来源:Space.com