Stelle in via di estinzione: la visibilità delle stelle nel cielo notturno diminuisce più velocemente di quanto si pensasse in precedenza
Lo dimostra uno studio sulla rivista Scienza basato su un progetto mondiale Citizen Science sull'inquinamento luminoso che ha raccolto dati negli ultimi undici anni.
Le persone in tutto il mondo vedono sempre meno stelle nel cielo notturno. Il cambiamento nella visibilità delle stelle può essere spiegato da un aumento della luminosità del cielo del 7-10% all'anno. Il tasso di cambiamento è più veloce di quanto inizialmente suggerirebbero le misurazioni satellitari delle emissioni di luce artificiale sulla Terra. È quanto emerge da uno studio pubblicato sulla rivista Scienza, condotto da un gruppo di ricerca guidato da Christopher Kyba del GFZ German Research Center for Geosciences e della Ruhr-Universität Bochum con colleghi della GFZ e del NOIRLab della US National Science Foundation. Hanno analizzato più di 50,000 osservazioni a occhio nudo di scienziati cittadini di tutto il mondo dal 2011 al 2022 nell'ambito del progetto Citizen Science "Globe at Night". I risultati mostrano che i dati di citizen science sono un importante supplemento ai precedenti metodi di misurazione.
Sfondo di inquinamento luminoso
Su gran parte della superficie terrestre, il cielo continua a risplendere di un crepuscolo artificiale molto tempo dopo il tramonto. Questo "skyglow" è una forma di inquinamento luminoso che ha gravi effetti sull'ambiente e dovrebbe quindi essere al centro della ricerca, come afferma Constance Walker, coautrice dello studio e responsabile del progetto Globe at Night del NOIRLab di NSF sin dal suo inizio , sottolinea. Dopotutto, molti comportamenti e processi fisiologici delle creature viventi sono determinati dai cicli giornalieri e stagionali e quindi influenzati dalla luce. "Skyglow colpisce sia gli animali diurni che notturni e distrugge anche una parte importante del nostro patrimonio culturale", afferma Walker. L'aspetto del cielo notturno sta cambiando, con effetti negativi sull'osservazione delle stelle e sull'astronomia.
Necessità di metodi di misurazione adeguati
La variazione del bagliore del cielo nel tempo non è stata precedentemente misurata a livello globale. Anche se in linea di principio potrebbe essere misurato dai satelliti, gli unici sensori di corrente che monitorano l'intera Terra non hanno sufficiente precisione o sensibilità.
Un approccio promettente è quindi quello di utilizzare il potere di osservazione delle persone utilizzando l'occhio umano come sensore, e nel farlo – nell'ambito degli esperimenti di Citizen Science – fare affidamento sul potere della folla. Il progetto "Globe at Night", avviato dal NOIRLab della US National Science Foundation, è in corso dal 2006. Persone di tutto il mondo possono partecipare a questo progetto.
Con la scienza dei cittadini...
I partecipanti guardano il loro cielo notturno e poi segnalano quale di una serie di otto carte stellari corrisponde meglio a ciò che vedono utilizzando un modulo online. Ogni grafico mostra il cielo sotto diversi livelli di inquinamento luminoso.
"I contributi delle singole persone lavorano insieme come se fossero una rete globale di sensori, rendendo possibile la nuova scienza", afferma Christopher Kyba del Centro di ricerca tedesco per le geoscienze GFZ di Potsdam e dell'Università della Ruhr di Bochum. Insieme al suo collega GFZ Yigit Öner Altıntas e Constance E. Walker e Mark Newhouse di NOIRLab, ha analizzato i dati di 51,351 partecipanti in tutto il mondo presi in notti senza nuvole e luna tra il 2011 e il 2022. Sono stati ottenuti da 19,262 località in tutto il mondo , incluse 3,699 sedi in Europa e 9,488 sedi in Nord America.
Per calcolare un tasso di variazione della luminosità del cielo da questi dati e per tenere conto del fatto che gli osservatori si trovavano anche in luoghi diversi nel corso degli anni, hanno utilizzato un modello globale per la luminosità del cielo basato sui dati satellitari del 2014.
…a risultati sorprendenti
"La velocità con cui le stelle stanno diventando invisibili alle persone negli ambienti urbani è drammatica", riassume Christopher Kyba, autore principale dello studio. I ricercatori hanno scoperto che il cambiamento nel numero di stelle visibili può essere spiegato dall'aumento della luminosità del cielo notturno. Nel Europa, hanno scoperto che un aumento della luminosità del 6.5% all'anno corrispondeva ai dati; in Nord America, è del 10.4%.
Per mettere questi numeri in un contesto più comprensibile, Kyba spiega le conseguenze per vedere le stelle in un luogo con un aumento annuo del 9.6%, che era la media di tutte le località del mondo. "Se lo sviluppo dovesse continuare a quel ritmo, un bambino nato in un luogo dove sono visibili 250 stelle sarà in grado di vederne solo 100 al suo 18° compleanno".
Sulla base della crescita più lenta delle emissioni verso l'alto osservata nei dati satellitari, i ricercatori sono rimasti sorpresi dalla velocità di questo sviluppo nel bagliore del cielo. Infatti, per le posizioni degli osservatori, la luminosità artificiale misurata dal satellite era leggermente diminuita (dello 0.3 per cento all'anno in Europa, dello 0.8 per cento in Nord America).
Cause della differenza tra le misurazioni dalla Terra e dallo spazio
Christopher Kyba ritiene che la differenza tra l'osservazione umana e le misurazioni satellitari sia probabilmente dovuta ai cambiamenti nelle pratiche di illuminazione: “I satelliti sono più sensibili alla luce diretta verso il cielo. Ma è la luce emessa orizzontalmente che rappresenta la maggior parte del bagliore del cielo", spiega Kyba. "Quindi, se le pubblicità e l'illuminazione delle facciate diventano più frequenti, più grandi o più luminose, potrebbero avere un grande impatto sul bagliore del cielo senza fare molta differenza sulle immagini satellitari".
Un altro fattore citato dagli autori è il diffuso passaggio dalle lampade ai vapori di sodio arancioni ai LED bianchi, che emettono molta più luce blu. "I nostri occhi sono più sensibili alla luce blu di notte, ed è più probabile che la luce blu sia dispersa nell'atmosfera, quindi contribuisce maggiormente al bagliore del cielo", afferma Kyba. "Ma gli unici satelliti in grado di visualizzare l'intera Terra di notte non sono sensibili nella gamma di lunghezze d'onda della luce blu".
Limiti dello studio e ulteriori potenzialità
Tuttavia, anche l'approccio della Citizen Science ha i suoi limiti. Ad esempio, il numero di partecipanti provenienti da diverse regioni del mondo determina il significato delle tendenze spaziali e temporali. Finora le persone del Nord America e dell'Europa hanno avuto la più grande partecipazione all'esperimento, e la metà dei contributi asiatici proviene da un solo paese: il Giappone. “La maggior parte dei dati proviene dalle regioni della Terra in cui il bagliore del cielo è attualmente più diffuso. È utile, ma significa che non possiamo dire molto sul cambiamento del bagliore del cielo nelle regioni con poche osservazioni", sottolinea Kyba. Soprattutto nei paesi in via di sviluppo, si sospettano rapidi cambiamenti nel bagliore artificiale, ma finora ci sono state poche osservazioni.
Due conclusioni: la politica dell'illuminazione e la Citizen Science
I ricercatori traggono due conclusioni principali dalle loro scoperte: da un lato, mostrano che le attuali politiche di illuminazione, come l'uso dei LED, non hanno ancora portato alcun miglioramento, almeno a livello continentale, nonostante la crescente consapevolezza dell'inquinamento luminoso .
«E d'altra parte, siamo stati in grado di dimostrare che i dati di Citizen Science rappresentano un importante supplemento ai precedenti metodi di misurazione», sottolinea Kyba.
Constance Walker aggiunge: “Se avessimo una partecipazione più ampia, potremmo identificare le tendenze per altri continenti e forse anche per singoli stati e città. Il progetto è in corso, quindi sentiti libero di dare un'occhiata stasera e facci sapere cosa vedi!
Riferimento: "I cittadini scienziati segnalano una rapida riduzione globale della visibilità delle stelle dal 2011 al 2022" 19 gennaio 2023, Scienza.
DOI: 10.1126/science.abq7781
