注意事项：
1、本卷为闭卷考试，请答卷人按照自己的真实水平独立完成。
2、参赛选手请将答案填写在答题纸的有效答题区域上，在本试卷上的作答结果按无效处理。比赛结束时将回收答题纸（草稿纸）。
3、每张A4答卷的开头都有“答题纸□ 草稿纸□”标识，除了首张答卷外，选手可根据需要自由选择每张空白答卷的用途。所有用作答题纸的答卷都要在“答题纸□”的方框中打“√”，并按作答顺序标上页码。所有用作草稿纸的答卷都要在“草稿纸□”的方框中打“√”。废弃的答题纸需把“√”涂抹掉。
4、全卷总分100分，答题时间90分钟。
5、考试结束前30分钟方可交卷离场。交卷时答题纸按顺序放置在上方，草稿纸和废弃的答题纸放置在下方。
6、本场考试允许使用不具编程功能的科学计算器。
1. 红巨星支上端（共32分）
中低质量恒星在核心的氢燃尽后，将进入红巨星阶段，此时恒星的能量主要来自包围致密氦核（未燃烧）的氢燃烧壳层。随着氦核质量不断增长，恒星将沿着赫罗图上的红巨星支（Red Giant Branch）上移，直到氦核的质量达到临界，触发“氦闪”，恒星从红巨星支跳转到赫罗图的高温端，这使得恒星在赫罗图上的演化轨迹显得不连续，红巨星支存在一个上顶点，称为红巨星支上端（Tip of the Red Giant Branch，简称TRGB）。在I波段，TRGB的绝对星等约-4等，可充当标准烛光。
1.1 图1-1是一颗1倍太阳质量恒星在赫罗图上的等龄线（可看作恒星的演化轨迹）。请在答题纸上的图片里作以下标注：在红巨星支旁边标注“RGB”；用“●”标出红巨星支上端的位置，并在旁边标注TRGB。（6分）
图1-1 1倍太阳质量恒星的演化轨迹。
1.2 Hatt等人利用哈勃望远镜上的先进巡天照相机广域通道（ACS/WFC）的测光数据，通过TGRB法测量NGC 1148和NGC 1316的距离（Hatt et al.2018），相关信息总结在表1-1中。请估算NGC 1316的真距离模数和距离。（12分）
表1-1 NGC 1148和NGC 1316的部分测光信息。其中????TRGB是两天体在I波段中TRGB观测视星等，????F814W是????TRGB所在波段的消光。（Hatt et al.2018）
图1-2
1.3 图1-2是用ACS/WFC数据绘制的赫罗图（Hatt et al.2018），箭头和红线标出了计算机程序判断的TRGB所在位置。在TRGB周围和上方，还有很多零散分布的非RGB恒星样本干扰我们的判断。参考图1-1，这些干扰样本可能主要是什么恒星？（6分）
1.4 假设GAIA卫星能测出0.15毫角秒的周年视差，它能不能通过三角视差法直接测量NGC 1316或星系内的亮星的距离？（8分）
2. 月亮的颜色。（共24分）
2.1 简单说明为什么有时明明没发生月食，刚升起来的月亮却是红色的，但升高后就变成黄白色？（16分）
2.2 有时人们还会说某个月里将出现“蓝月亮”（天文术语）。简述什么是“蓝月亮”。（8分）
3. 星历表（共44分）
下表是太阳系某行星的星历表。请根据表中的信息回答下列问题。
3.1 绘制该行星的地平高度ℎ 随北京时间 ???? 变化的曲线图。（14分）
3.2 该天体在当天什么时刻上中天？（6分）
3.3 已知观测者在北半球，估算观测点的地理纬度，要求误差在2角分以内。（8分）
3.4 估算观测点的地理经度，要求误差在10角分以内。（10分）
3.5 判断该天体是太阳系内还是太阳系外的天体，需简述判断依据。（6分）
复赛答案（低年组）
1.1 （每个标注项各2分，共6分）
1. 由表1-1可知NGC 1316的TRGB观测视星等为????TRGB = 27.4 mag，对应的消光值为???? = 0.03 mag。所以真距离模数为：
（没考虑消光不得分）
NGC 1316的距离为：
（用视距离模数扣1分）
（没考虑消光但计算正确扣1分）
1.3 由图1-1可发现渐近巨星支与TRGB非常靠近，且延伸到TRGB之上。这些渐进巨星支上的恒星会对判断造成干扰。
1.4 GAIA能测出????=1.5×10-4“的周年视差，即它测距的上限为：
因为 ???? ≫ ????max，所以GAIA无法通过三角视差法直接测量该天体的距离。
2.1 地球大气会散射月表反射过来的光。月光穿过的大气越厚，光线到达地表时所受的散射作用就越强。大气的散射作用对不同波长的光效果是不一样的，光的波长越短（颜色越蓝），所受的散射作用越强（即红化），这使得观测者看到偏红的月亮。月球刚升起时，到达观测者的光穿过的地球大气相对较厚，随着月球逐渐升高，光线穿过的地球大气厚度减少，大气散射导致的红化效应随月球地平高度的增加而减弱。综上，月球在地平线附近看起来会偏红，升高后会更接近原来的颜色。但是，在大气较为澄清的状态下，一般只会看到低空中的月亮呈黄色。红色的月亮多出现在有云雾、有灰霾、地表有明显的空气污染源或有大面积沙尘出现等场合。这些场景中，空气中的颗粒物，大大增强了大气的散射作用，使月亮呈现明显的红色。
要点：
地球大气的散射起主导作用。
散射强度与波长的关系。
天体地平高度与散射强度的关系。
低空小颗粒物的贡献。
2.2 蓝月亮是指拥有4次满月的季节里，出现的第3次满月。
到了现代，由于著名天文科普杂志《天空与望远镜》在一篇1946年刊登的科普文章里内容出现失误，很多人误以为蓝月亮是指公历中一个月里出现的第2次满月。回答该答案亦可得分。
3.1
3.2 由上图或星历表可知该天体在当天北京时间16:30上中天。
提示：上中天时，天体地平高度达到最大值，出现在正南或正北方。由“时分秒”和“度分秒”计量系统的关系可知直接读取表中数据即可满足精度要求。
3.3 天体上中天时的地平高度ℎmax、当地地理纬度????和天体赤纬????之间具有如下关系：
ℎmax = 90° − |???? − ????|
由星历表得ℎmax = 34°41′，???? = -25°8′。代入数据计算得：
???? = −80°27′ 或 30°11′
即因为观测点在北半球，所以观测点在北纬30°11′。
3.4 天体上中天时，天体赤经等于本地恒星时????，即：
???? = ???? = 16ℎ33????
已由星历表查知天体上中天时东经120°地区的恒星时为????0 = 18ℎ14????
观测点的经度 ???? = 120° + (???? − ????0)
代入数据得 ???? = 94°45′，即东经94°45′
3.5 该天体的赤经赤纬在一天内有明显变化，正常只有太阳系内的天体才会相对恒星背景出现那么快的移动。该天体应在太阳系内。
