별과 우주 · 함께 풀어 봅시다

융합 모의고사 2회

그림을 보고, 핵심을 찾고, 답까지.

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M2Q1 6개월 이동 폭에서 절대 등급까지

별 S의 겉보기 등급 m과 절대 등급 M의 관계는?

공전 궤도의 양끝에서 6개월 간격으로 관측한 최대 이동 폭은 0.10″이다. 이 폭은 연주시차의 두 배이다. 가림은 없다.

① M < m

② M = m

③ M > m

④ m과 M의 비교는 불가능하다

전체 폭에서 등급 비교까지

2p = 0.10″ p = 0.05″

d = 1 ÷ 0.05 = 20 pc 현재는 10 pc보다 멂

10 pc로 가까워지면 더 밝음 절대 등급 숫자 감소 → M < m

답① M < m

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M2Q2 센서 밝기로 예측하는 연주시차

같은 실제 밝기의 A와 B에 대해 예상되는 시차의 비 pA:pB를 쓰시오.

같은 센서로 측정했고 가림은 없다. 센서값은 도착한 빛의 양에 비례한다. 같은 실제 밝기에서 받는 빛은 거리 제곱에 반비례한다.

밝기비 → 거리비 → 시차비

센서값 = 받는 빛의 양에 비례 빛 A:B = 100:1

실제 밝기 같음 거리 A:B = 1:10

시차는 거리에 반비례 pA:pB = 10:1

답10:1

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M2Q3 별 수가 다른 두 성단

모형 성단 A와 B가 전체적으로 같은 밝기로 보였다. B의 예상 연주시차는?

A는 같은 실제 밝기의 별 4개, B는 그와 같은 별 16개로 이루어진 모형이다. 각 성단 내부 거리 차이와 가림은 무시한다. 전체 빛은 구성 별들의 빛의 합이다.

① 0.80″

② 0.40″

③ 0.10″

④ 0.05″

별 수가 많아도 같게 보이는 까닭

같은 별: A 4개 · B 16개 B의 전체 실제 밝기 4배

같게 보이려면 B가 2배 멀어야 거리 효과 1/4로 상쇄

B의 시차는 A의 절반 0.20″ ÷ 2 = 0.10″

답③ 0.10″

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M2Q4 · 은하의 원반 밖을 추적하는 대상

원반 위아래의 성단 조사 표본과 태양계에서 은하수가 띠로 보이는 까닭을 바르게 짝지은 것은?

산개 성단은 주로 원반에, 구상 성단은 원반을 둘러싼 영역에도 분포한다. 표의 별 집단은 중력으로 묶여 있다.

① P / 원반을 따라 많은 별빛이 겹쳐 보인다.

② Q / 원반을 따라 많은 별빛이 겹쳐 보인다.

③ R / 원반을 따라 많은 별빛이 겹쳐 보인다.

④ P / 원반에 수직일수록 더 많은 별빛이 겹친다.

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M2Q4 · 은하의 원반 밖을 추적하는 대상

P, Q, R은 무엇일까요?

P는 구상 성단, Q는 산개 성단, R은 암흑 성운이다.

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M2Q4 · 은하의 원반 밖을 추적하는 대상

원반 위아래 조사는 P

원반을 둘러싼 영역의 별 집단을 추적하려면 구상 성단 P를 택한다.

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M2Q4 · 은하의 원반 밖을 추적하는 대상

은하수는 원반을 따라 볼 때

태양계는 원반 안에 있다. 원반을 따라 보는 방향으로 많은 별빛이 겹친다.

① P / 원반을 따라 많은 별빛이 겹쳐 보인다.

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M2Q5 어두워졌지만 멀어지지 않은 별

별 S가 어두워진 이유를 자료로 설명하시오.

S의 실제 밝기는 일정하다. 두 관측 사이에 먼지 구름이 S 앞 시선으로 이동했다. 측정 오차는 무시한다.

어두워졌어도 멀어진 건 아니다

연주시차 같음 → 거리 같음 두 관측 모두 50 pc

4등급 → 6등급 등급 숫자 ↑ = 어둡게 보임

실제 밝기 일정 · 앞에 먼지 이동 가려진 별빛 때문에 어두워짐

답거리는 50 pc로 일정하고 먼지 구름이 빛을 가렸다.

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M2Q6 · 먼지 성운에 도착하는 빛

성운의 종류와 별-성운 거리를 두 배로 한 뒤 관측되는 성운 빛의 변화를 바르게 짝지은 것은?

별빛이 먼지에서 여러 방향으로 흩어져 일부가 관찰자에게 온다. 별 자체의 밝기, 관찰자-성운 거리와 산란 비율은 일정하다. 관측되는 성운 빛은 성운에 도착한 빛에 비례한다.

① 반사 성운 / 1/4배

② 반사 성운 / 1/2배

③ 방출 성운 / 1/4배

④ 방출 성운 / 4배

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M2Q6 · 먼지 성운에 도착하는 빛

먼지에 흩어진 별빛

별빛이 먼지에 산란되어 보이므로 반사 성운이다. 기체가 새 빛을 내는 방출 성운과 구분한다.

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M2Q6 · 먼지 성운에 도착하는 빛

거리가 두 배가 되면

별-성운 거리가 두 배이면 단위 면적에 도착하는 빛은 1/4이다.

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→ 변화를 볼까요?

M2Q6 · 먼지 성운에 도착하는 빛

우리에게 오는 빛도 4분의 1

산란 비율과 관측 거리가 그대로이므로 관측되는 성운 빛도 1/4이다.

① 반사 성운 / 1/4배

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M2Q7 부풀린 풍선에 그릴 점

N의 분류와 풍선 표면의 서로 다른 두 점에 대응할 대상을 바르게 연결한 것은?

점은 은하 하나를 뜻한다. C·N은 우리은하 안의 천체이고 D·E는 우리은하 밖의 독립된 거대한 별과 성간 물질의 집합이다.

① N은 성운이며 C와 그 안의 별을 두 점으로 표시한다.

② N은 성운이며 N의 양끝을 두 점으로 표시한다.

③ N은 성운이며 D와 E를 두 점으로 표시한다.

④ N은 성단이며 D와 E를 두 점으로 표시한다.

풍선의 두 점에 무엇을 쓸까?

C 성단 · N 성운 둘 다 우리은하 안의 천체

서로 다른 점 = 서로 다른 은하

독립된 은하 D와 E를 표시 두 점 사이 간격을 비교

답③ N은 성운 / 두 점은 D·E

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M2Q8 두 성단의 같은 종류 별

표의 A와 B는 실제 밝기가 같은 기준별이다. B의 예상 연주시차를 구하시오.

A는 성단 가, B는 성단 나의 구성원이다. 가림은 없다. 같은 센서의 측정값은 받는 빛의 양에 비례한다.

백분의 일 밝으면 열 배 멀다

같은 실제 밝기: B의 빛 1/100 B까지 거리는 A의 10배

시차는 1/10 0.010″ ÷ 10 = 0.001″

답0.001″

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M2Q9 기준 거리에서 비교할 고온 별

표에서 겉보기 등급을 그대로 절대 등급으로 사용할 수 있는 별 중 가장 뜨거운 색의 별은?

별빛 가림은 없다. d=1/p이며 절대 등급은 10 pc에서 본 것으로 정한다.

① A

② B

③ C

④ B와 C

10 pc인 별 중에서 고르기

p = 0.10″ → 10 pc A·B만 겉보기 등급 = 절대 등급

A·B 중 푸른 B 붉은 A보다 표면 온도 높음

답② B

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M2Q10 시차와 등급이 맞지 않는 기록

다른 관측값은 정확하다고 할 때 절대 등급 기록에 오류가 있는 행을 찾아 설명하시오.

m은 겉보기 등급, M은 절대 등급이다. 가림은 없다. M의 정확한 수치 대신 10 pc 기준과 등급의 크기 관계로 판단한다.

거리와 등급 기록이 맞을까?

d = 1/p A 10 pc · B 20 pc · C 100 pc

B·C를 10 pc로 옮기면 밝아짐 따라서 M < m

B: M < 2여야 함 기록 M = 5 → 모순

답B의 절대 등급 기록: 5가 아니라 2보다 작아야 한다.

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