Astronomy Labs
National (United States)

USAAAO — USA Astronomy and Astrophysics Organization

负责选拔和培训美国IOAA国家队的全国性项目。每年有数百名学生参加免费的首轮考试,高分者进入全国天文竞赛和线上训练营,最终选出代表队。

创办
2015
举办地轮换
National (United States), exams held online and at testing sites
级别
National (United States)
赛制
Progressive selection exams followed by a training camp
轮次
First Round, National Astronomy Competition (NAC), training program, final team selection exam
参赛资格
US citizens or permanent residents enrolled in US secondary schools, within age limits for the IOAA
网站
usaaao.org

趣闻

完全由奥林匹克选手及校友志愿运营。美国队在近几届IOAA中屡获金牌,包括2024年巴西IOAA。

近届举办地

年份举办地
2025Online (national)
2024Online (national)
2023Online (national)

常见主题

Orbital mechanicsStellar physics & magnitudesCosmology & distance ladderRadiative processesData analysis & error propagationTelescope optics & detectors

历年试题

2025

理论 · 难度 ●●●●○

微引力透镜的爱因斯坦半径

一颗位于4 kpc、质量0.4倍太阳质量的恒星对8 kpc处的背景源形成引力透镜。计算以毫角秒计的爱因斯坦角半径,以及相对横向速度200 km/s时事件的特征时间尺度。

查看解答

爱因斯坦半径的物理大小 R_E = sqrt(4GM/c² · D_L(D_S−D_L)/D_S)。取 M = 0.4 M_sun、D_L = 4 kpc、D_S = 8 kpc,约化距离 D_L(D_S−D_L)/D_S = 2 kpc,得 R_E ≈ 5.1 AU。角半径 θ_E = R_E/D_L ≈ 5.1 AU / 4 kpc ≈ 1.27 mas。事件时标 t_E = R_E/v = 5.1 AU / (200 km/s) ≈ 44 天。

2024

理论 · 难度 ●●●○○

分光双星的质量

一对双线分光双星在侧视的9.5天圆轨道上呈现120与180 km/s的视向速度振幅。应用开普勒第三定律和质量—速度关系,求两颗恒星的质量(以太阳质量计)。

查看解答

侧视故 sin i = 1,K1 = 120、K2 = 180 km/s 即真实轨道速度。质量比直接得到:M1/M2 = K2/K1 = 1.5。相对轨道的开普勒第三定律给出 M1+M2 = (K1+K2)³P/(2πG);K1+K2 = 300 km/s、P = 9.5天得 M_total ≈ 26.6 M_sun。按比例分配:M1 ≈ (1.5/2.5)·26.6 ≈ 16.0 M_sun,M2 ≈ 10.6 M_sun。

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