perjantai 20. tammikuuta 2023

Tähdet katoavat silmiemme edessä, Citizen Scientists raportoi

NOIRLabin Globe at Night -koulutusohjelma paljastaa, kuinka lisääntyvä valosaaste ryöstää meiltä yötaivaan

19 tammikuuta 2023

Tämä grafiikka havainnollistaa, kuinka mitä enemmän valosaastetta ja siten taivaan hehkua on, sitä vähemmän tähtiä on näkyvissä. Numeerinen asteikko on samanlainen kuin Globe at Night -osallistujien käyttämä asteikko. Kuva: NOIRLab/NSF/AURA, P. Marenfeld

NSF:n NOIRLabin johtaman ohjelman Globe at Night hämmästyttävä analyysi päättelee, että tähdet katoavat ihmisten näkyviltä hämmästyttävää vauhtia. Tutkimuksessa todetaan, että keinovalaistus on himmentänyt yötaivasta nopeammin kuin satelliittimittaukset osoittavat. Science-lehdessä julkaistu tutkimus esittelee ainutlaatuisia panoksia, joita kansalaistutkijat voivat tehdä olennaisilla tutkimuksen aloilla.

Linnunradasta alkaen kymmeniin tähtikuvioihin ihmisten pitäisi pystyä havaitsemaan parituhatta tähteä selkeänä ja täysin pimeänä yönä. Valitettavasti lisääntyvä valosaaste on vienyt noin 30 %:lta ihmisistä ympäri maailmaa ja noin 80 %:lta yhdysvaltalaisista öisen näkymän kotigalaksiinsa. Science -lehdessä julkaistussa uudessa artikkelissa todetaan, että ongelma pahenee nopeasti.

Uusi kansalaistieteeseen (Citizen Scientists) perustuva tutkimus valaisee hälyttävästi "skyglow"-ongelmaa – yötaivaan hajavalo, joka on yksi valosaasteen muoto. Tämän tutkimuksen tiedot ovat peräisin havainnoista, jotka oli kerätty ympäri maailmaa osana Globe at Night -ohjelmaa. Ohjelma on NSF:n NOIRLabin ja NOIRLabin tähtitieteilijän Connie Walkerin kehittämä. Tutkimus paljastaa, että taivaan hajavalo lisääntyy nopeammin kuin on osoitettu satelliittimittauksissa maan pinnan kirkkaudesta yöllä.

"Tällä muutosvauhdilla henkilön, jonka syntymän aikaan oli näkyvissä 250 tähteä, näkisi vain runsaan 100 tähteä kotipaikkakunnallaan täytteessään 18 vuotta", sanoi Christopher Kyba, Saksan geotieteiden tutkimuskeskuksen tutkija ja tutkimusraportin johtava kirjoittaja.

Valosaaste on tuttu ongelma, jolla on monia haitallisia vaikutuksia, ei vain tähtitieteen harjoittamiseen. Sillä on myös vaikutusta ihmisten terveyteen ja villieläimiin, koska se häiritsee syklistä siirtymistä auringonvalosta tähtien valoon, jonka rinnalla biologiset järjestelmät ovat kehittyneet. Lisäksi näkyvien tähtien katoaminen on koskettava inhimillisen kulttuuriperinnön menetys. Suhteellisen äskettäin ihmisillä on kautta historian ollut vaikuttava näkymä tähtitaivaalle, ja tämän öisen spektaakkelin vaikutus on ilmeinen muinaisissa kulttuureissa sen inspiroimista myyteistä rakenteisiin, jotka rakennettiin linjaan taivaankappaleiden kanssa.

Huolimatta hyvin tunnustetusta ongelmasta, taivaan hajavalon muutoksia ajan mittaan ei kuitenkaan ole dokumentoitu hyvin etenkään globaalissa mittakaavassa.

Globe at Night on kerännyt tietoja tähtien näkyvyydestä joka vuosi vuodesta 2006 [1]. Edelleen kuka tahansa voi lähettää havaintoja Globe at Night -verkkosovelluksen kautta tietokoneella tai älypuhelimella. Kun olet syöttänyt asianmukaisen päivämäärän, kellonajan ja paikan, sinulle näytetään joukko tähtikarttoja. Sitten tallennat sen, mikä vastaa parhaiten sitä, mitä voit nähdä taivaalla ilman kaukoputkea tai muita instrumentteja.

Tämä antaa arvion paljain silmin havaittavasta rajamagnitudista, joka on mittaa siitä, kuinka kirkas kohteen on oltava, jotta se voidaan nähdä. Tällä voidaan arvioida hajavalon kirkkautta, koska taustataivaan kirkastuessa himmeät kohteet katoavat näkyvistä.

Paperin kirjoittajat analysoivat yli 50 000 havaintoa, jotka toimitettiin Globe at Nigh t:lle vuosina 2011 – 2022. Tutkijat keskittyivät Euroopan ja Pohjois-Amerikan tietoihin, koska näillä alueilla havaintoja oli riittävästi koko maa-alueen ja koko tutkitun vuosikymmenen ajan. Lehti toteaa, että taivas kirkastuu todennäköisesti nopeammin kehitysmaissa, joissa satelliittihavainnot osoittavat, että keinovalaistuksen yleisyys kasvaa nopeammin.

Suunniteltuaan uuden menetelmän, jolla nämä havainnot muunnetaan arvioiksi taivaan hajavalon muutoksesta, kirjoittajat havaitsivat, että Globe at Night -lehden raportoima näkyvien tähtien häviäminen osoittaa taivaan kirkkauden lisääntyneen 9,6 % vuodessa viimeisen vuosikymmenen aikana. Tämä on paljon enemmän kuin satelliiteilla mitattu pintakirkkauden globaali kasvu noin 2 % vuodessa.

"Tämä osoittaa, että olemassa olevat satelliitit eivät riitä tutkimaan, kuinka Maan yö muuttuu”, Kyba sanoi. "Olemme kehittäneet tavan "muuntaa" Globe at Night -havainnot tähtien näkyvyydestä eri paikoissa vuodesta toiseen maanosan laajuisiksi taivaan kirkkauden muutostrendeiksi. Tämä osoittaa, että Globe at Night ei ole vain mielenkiintoinen havaintotoiminta, se on olennainen mittaus yhdelle maapallon ympäristömuuttujalle.

Nykyiset satelliitit eivät sovellu ihmisestä näyttävän taivaan hajavalon mittaamiseen, koska koko maapalloa tarkkailevia laitteita ei ole olemassa, jotka pystyisivät havaitsemaan alle 500 nanometrin aallonpituuksia. Lyhyemmät aallonpituudet lisäävät kuitenkin suhteettoman paljon hajavaloa, koska ne siroavat tehokkaammin ilmakehässä. Valkoisten LEDien, joita käytetään nykyään yhä yleisemmin tehokkaassa ulkovalaistuksessa, päästöhuippu on 400 – 500 nanometriä. 

"Koska ihmissilmät ovat herkempiä näille lyhyemmille aallonpituuksille yöaikaan, LED-valoilla on vahva vaikutus käsityksemme taivaan kirkkaudesta ", Kyba sanoi. "Tämä saattaa olla yksi syy satelliittimittausten ja Globe at Night -osanottajien raportoimien taivasolosuhteiden väliseen eroon."

Aallonpituuserojen lisäksi avaruuteen perustuvat instrumentit eivät mittaa kovin hyvin vaakasuoraan säteilevää valoa, kuten valaistujen kylttien tai ikkunoiden valoa, mutta nämä lähteet edistävät merkittävästi taivaan hajavaloa maanpinnalta katsottuna. Yleisöstä peräisin olevat havainnot ovat siksi aina korvaamattomia tutkittaessa taivaan kirkkauden suoria ihmisvaikutuksia.

"Taivaan havalon lisääntyminen viimeisen vuosikymmenen aikana korostaa ponnistelujemme kaksinkertaistamisen ja uusien strategioiden kehittämisen merkitystä pimeän taivaan suojelemiseksi" , Walker sanoi. " Globe at Night -tietojoukko on välttämätön jatkuvassa skyglow-muutosten arvioinnissa, ja rohkaisemme kaikkia osallistumaan tähtitaivaan suojelemiseen."

Viiteet

[1] Vuodesta 2006 vuoteen 2010 Globe at Night -tiedot kerättiin paperille eikä verkkolomakkeelle, joten ne eivät olleet yhteensopivia eikä niitä sisällytetty tähän analyysiin.

Tämä tutkimus julkaistiin Science -lehden hyväksymässä artikkelissa (DOI: 10.1126/science.abq7781). 



Ei kommentteja:

Lähetä kommentti