Eltűnő csillagok: A csillagok láthatósága az éjszakai égbolton gyorsabban romlik, mint azt korábban gondolták
Ezt mutatja a folyóiratban megjelent tanulmány Tudomány egy világméretű, fényszennyezéssel foglalkozó Citizen Science projekten alapul, amely az elmúlt tizenegy év során gyűjtött adatokat.
Az emberek szerte a világon egyre kevesebb csillagot látnak az éjszakai égbolton. A csillagok láthatóságának változása az égbolt fényességének évi 7-10 százalékos növekedésével magyarázható. A változás üteme gyorsabb, mint azt a Földön végzett mesterséges fénykibocsátás műholdas mérései elsőre sugallják. Ez derül ki a folyóiratban megjelent tanulmányból Tudomány, amelyet a Christopher Kyba, a GFZ Német Geotudományi Kutatóközpont és a Ruhr-Universität Bochum munkatársa által vezetett kutatócsoport a GFZ és az Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Alapítvány NOIRLab munkatársaival. Több mint 50,000 2011 szabad szemmel végzett megfigyelést elemeztek, amelyeket állampolgári tudósok végeztek világszerte 2022 és XNUMX között a „Globe at Night” Citizen Science Project részeként. Az eredmények azt mutatják, hogy az állampolgári tudományos adatok fontos kiegészítői a korábbi mérési módszereknek.
Fényszennyezés háttér
A Föld felszínének nagy részén az égbolt még jóval napnyugta után is mesterséges szürkületben ragyog. Ez az „égboltozat” a fényszennyezés egy olyan formája, amelynek súlyos hatásai vannak a környezetre, ezért a kutatás középpontjában kell állnia, ahogy Constance Walker, a tanulmány társszerzője és az NSF NOIRLab Globe at Night projektjének vezetője a kezdetek óta. , hangsúlyozza. Hiszen az élőlények számos viselkedését és élettani folyamatát napi és évszakos ciklusok határozzák meg – és így a fény is befolyásolja. „A Skyglow mind a nappali, mind az éjszakai állatokat érinti, és kulturális örökségünk fontos részét is elpusztítja” – mondja Walker. Az éjszakai égbolt megjelenése megváltozik, ami negatív hatással van a csillagnézésre és a csillagászatra.
Megfelelő mérési módszerek szükségessége
Az égbolt fényének időbeli változását korábban globálisan nem mérték. Bár elvileg műholdakkal is mérhető, az egyetlen jelenlegi érzékelő, amely az egész Földet figyeli, nem rendelkezik kellő pontossággal vagy érzékenységgel.
Ígéretes megközelítés tehát az emberi szemet érzékelőként használó emberek megfigyelő erejének felhasználása, és ennek során – a Citizen Science kísérletek keretein belül – a tömeg erejére támaszkodni. Az Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Alapítványának NOIRLab nevű szervezete által kezdeményezett „Globe at Night” projekt 2006 óta fut. Ebben a projektben a világ minden tájáról részt vehetnek az emberek.
A Citizen Science segítségével…
A résztvevők megnézik éjszakai égboltjukat, majd egy online űrlap segítségével beszámolnak arról, hogy a nyolc csillagdiagram közül melyik felel meg a legjobban a látottaknak. Minden diagramon az égbolt látható különböző szintű fényszennyezés mellett.
„Az egyes emberek hozzájárulásai úgy működnek együtt, mintha egy globális szenzorhálózat lennének, ami új tudományt tesz lehetővé” – mondja Christopher Kyba, a GFZ Német Geotudományi Kutatóközpont potsdami és a Bochumi Ruhr Egyetem munkatársa. GFZ-ben dolgozó kollégájával, Yigit Öner Altıntas-szal, valamint Constance E. Walkerrel és Mark Newhouse-szal a NOIRLab-tól együtt 51,351 2011 résztvevő adatait elemezte a világ minden tájáról, 2022 és 19,262 között felhő- és holdmentes éjszakákon. Ezeket világszerte 3,699 XNUMX helyről szerezték be. , köztük XNUMX helyen Európa és 9,488 helyen Észak-Amerikában.
Annak érdekében, hogy ezekből az adatokból kiszámolják az égbolt fényességében bekövetkező változás mértékét, és figyelembe vegyék, hogy a megfigyelők az évek során különböző helyeken is tartózkodtak, egy 2014-es műholdadatokon alapuló globális modellt használtak az égbolt fényerejének meghatározására.
…meglepő eredményekre
„Drámai, hogy a csillagok milyen ütemben válnak láthatatlanná az emberek számára a városi környezetben” – összegzi Christopher Kyba, a tanulmány vezető szerzője. A kutatók azt találták, hogy a látható csillagok számának változása az éjszakai égbolt fényességének növekedésével magyarázható. Ban ben Európa, azt találták, hogy a fényerő évi 6.5 százalékos növekedése megfelelt az adatoknak; Észak-Amerikában ez 10.4 százalék.
Hogy érthetőbb kontextusba helyezze ezeket a számokat, Kyba elmagyarázza, hogy milyen következményekkel jár, ha egy helyen csillagokat látnak, évi 9.6 százalékos növekedéssel, ami a világ összes helyének átlaga volt. "Ha a fejlődés ilyen ütemben folytatódna, egy olyan helyen született gyermek, ahol 250 csillag látható, csak 100 csillagot láthat majd a 18. születésnapján."
A felfelé irányuló kibocsátás lassabb növekedése alapján a műholdadatokban a kutatókat meglepte az égboltban tapasztalható fejlődés sebessége. Valójában a megfigyelők helyére nézve a műhold által mért mesterséges fényerő enyhén csökkent (Európában évente 0.3 százalékkal, Észak-Amerikában 0.8 százalékkal).
A Földről és az űrből végzett mérések közötti különbség okai
Christopher Kyba úgy véli, hogy az emberi megfigyelés és a műholdas mérések közötti különbség valószínűleg a világítási gyakorlat változásaiból adódik: „A műholdak a legérzékenyebbek a felfelé, az ég felé irányuló fényre. De a vízszintesen kibocsátott fény az égbolt nagy részét” – magyarázza Kyba. "Tehát, ha a reklámok és a homlokzati világítás gyakoribbá, nagyobbá vagy világosabbá válnak, nagy hatással lehetnek az égboltra anélkül, hogy nagy változást hoznának a műholdfelvételeken."
A szerzők egy másik tényezőre hivatkoznak a narancssárga nátriumgőzlámpákról a fehér LED-ekre való széles körben elterjedt átállásra, amelyek sokkal több kék fényt bocsátanak ki. "A szemünk éjszaka érzékenyebb a kék fényre, és a kék fény nagyobb valószínűséggel szóródik a légkörben, így jobban hozzájárul az égbolthoz" - mondja Kyba. "De az egyetlen műhold, amely képes éjszaka lefényképezni az egész Földet, nem érzékeny a kék fény hullámhossz-tartományára."
A tanulmány határai és további lehetőségei
A Citizen Science megközelítésnek azonban megvannak a maga korlátai is. Például a világ különböző régióiból érkező résztvevők száma meghatározza a térbeli és időbeli trendek jelentőségét. Eddig Észak-Amerikából és Európából vettek részt a legnagyobb arányban a kísérletben, és az ázsiai hozzájárulások fele egyetlen országból, Japánból származik. „A legtöbb adat a Föld azon régióiból származik, ahol jelenleg a legelterjedtebb az égbolt. Ez hasznos, de azt jelenti, hogy kevés megfigyeléssel nem tudunk sokat mondani az égbolt változásáról a régiókban” – hangsúlyozza Kyba. Főleg a fejlődő országokban sejtik a mesterséges égbolt gyors változásait, de eddig kevés megfigyelés történt.
Két következtetés: világításpolitika és állampolgári tudomány
A kutatók két fő következtetést vonnak le megállapításaikból: Egyrészt azt mutatják, hogy a jelenlegi világítási politikák, például a LED-ek használata, még nem hozott semmilyen javulást, legalábbis kontinentális szinten, annak ellenére, hogy a fényszennyezés egyre jobban tudatosul. .
„Másrészt pedig be tudtuk mutatni, hogy a Citizen Science adatai fontos kiegészítést jelentenek a korábbi mérési módszerekhez képest” – hangsúlyozza Kyba.
Constance Walker hozzáteszi: „Ha szélesebb körű részvételünk lenne, meg tudnánk határozni a trendeket más kontinensekre, sőt esetleg egyes államokra és városokra is. A projekt folyamatban van, úgyhogy bátran vessen egy pillantást ma este, és ossza meg velünk, mit lát!”
Hivatkozás: „A polgári tudósok a csillagok láthatóságának globális, gyors csökkenéséről számoltak be 2011 és 2022 között” 19. január 2023., Tudomány.
DOI: 10.1126/science.abq7781
