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高中三年级物理

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    2008年12月,天文学家们通过观测的数据确认了银河系中央的黑洞“人马座A*”的质量与太阳质量的倍数关系。研究发现,有一星体S2绕人马座A*做椭圆运动,其轨道半长轴为9.50×102天文单位(地球公转轨道的半径为一个天文单位),人马座A*就处在该椭圆的一个焦点上。观测得到S2星的运行周期为15.2年。
    (1)若将S2星的运行轨道视为半径r=9.50×102天文单位的圆轨道,试估算人马座A*的质量MA是太阳质量Ms的多少倍(结果保留一位有效数字);
    (2)黑洞的第二宇宙速度极大,处于黑洞表面的粒子即使以光速运动,其具有的动能也不足以克服黑洞对它的引力束缚。由于引力的作用,黑洞表面处质量为m的粒子具有势能为Ep=-G(设粒子在离黑洞无限远处的势能为零),式中M、R分别表示黑洞的质量和半径。已知引力常量G=6.7×10-11N·m2/kg2,光速c=3.0×108m/s,太阳质量Ms=2.0×1030kg,太阳半径Rs=7.0×108m,不考虑相对论效应,利用上问结果,在经典力学范围内求人马座A*的半径RA与太阳半径Rg之比应小于多少(结果按四舍五入保留整数)。
    本题信息:2012年专项题物理计算题难度极难 来源:马凤霞
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本试题 “2008年12月,天文学家们通过观测的数据确认了银河系中央的黑洞“人马座A*”的质量与太阳质量的倍数关系。研究发现,有一星体S2绕人马座A*做椭圆运动,其轨道半...” 主要考查您对

发现未知天体

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发现未知天体:

万有引力定律可以根据力和运动的关系,通过对天体轨道的精密计算和科学观察,发现新的天体。如1846年勒维列发现海王星。


知识拓展:

人们是怎么样发现新天体的:
1.直接观察。当你对着天空观察时,在某区域若发现星表里没有的亮点,再观察一段时间,以便确定是一个新的天体,即发现了未知天体。此种情况一般是在新星诞生(或旧星消亡)时发出的光,经过遥远的太空,传到地球。
2.借助仪器设备观察。当用眼睛直接发现困难是,你可以借助于仪器,如用大口径的望远镜可以发现较暗的未知天体,用射电望远镜可以发现不发可见光的天体。此种情况归功于技术进步,短时间内会发现一批未知天体。
3.理论计算,观察验证。对已知星体运动的观察,发现与理论不吻合,可以假设它的附近有一未知的天体,用理论计算若干时间后(如1年后)它在天空出现的可能位置,然后由专业天文台在该时间进行实际观察,运气好的话会发现未知天体。如海王星、冥王星的发现过程。
4.理论预言。广义相对论预言的一种特别致密的暗天体——黑洞。


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