Смотреть на ночное небо с благоговением и удивлением - это успокаивающая и почти первобытная радость, но звездочеты видят все меньше и меньше звезд. Исследование, опубликованное 19 января в журнале Science, показывает, что с каждым годом ночное небо становится в 7-10 раз ярче, что быстрее, чем предполагали измерения искусственного излучения света с Земли.
Исследовательская группа из институтов Германии и США проанализировала более 50 000 наблюдений, полученных от гражданских ученых по всему миру с 2011 по 2022 год. Гражданский научный проект "Глобус ночью" существует с 2006 года и использует наблюдения невооруженным глазом или без телескопа, и показывает важную роль, которую данные гражданских ученых могут играть в дополнение к спутниковым измерениям.
После захода солнца во многих местах по всему миру наступают искусственные сумерки, и это свечение неба является одной из форм светового загрязнения. Это не только вредит наблюдению за звездами и астрономии, но дополнительный свет может повлиять на ощущение животными суточных и сезонных циклов.
"Skyglow влияет как на дневных, так и на ночных животных, а также разрушает важную часть нашего культурного наследия", - говорит в своем заявлении Констанс Уолкер, соавтор и руководитель проекта Globe at Night из лаборатории NOIRLab Национального научного фонда.
Ранее изменение свечения неба со временем не было измерено в глобальном масштабе. Спутники могут измерять его, но существующие датчики не обладают достаточной чувствительностью и точностью.
Вступайте в ряды гражданских ученых. Использование силы людей для сбора данных наблюдений с помощью экспериментов в области гражданской науки - это перспективный подход к получению большего количества измерений. Участники программы "Глобус ночью" сообщают, какая из восьми звездных карт лучше всего соответствует тому, что они наблюдают на небе, и каждая карта показывает небо при различных уровнях светового загрязнения.
Воздействие светового загрязнения 1 - От отличного темного неба (слева) к небу внутреннего города (справа). CREDIT: NOIRLab/NSF/AURA, P. Marenfeld"Вклад отдельных людей работает вместе, как глобальная сенсорная сеть, делая возможной новую науку", - сказал в своем заявлении Кристофер Киба из Немецкого исследовательского центра геонаук GFZ в Потсдаме и Рурского университета Бохума.
В данном исследовании были проанализированы данные из 19 262 точек по всему миру, снятые в облачные и безлунные ночи за последние 11 лет. Для расчета скорости изменения яркости неба они использовали глобальную модель яркости неба, основанную на спутниковых данных 2014 года.
В Европе команда обнаружила увеличение яркости на 6,5 процента в год, а в Северной Америке - на 10,4 процента. "Скорость, с которой звезды становятся невидимыми для людей в городской среде, драматична", - сказал Киба. "Если развитие будет продолжаться такими темпами, то ребенок, родившийся в месте, где видно 250 звезд, к своему 18-летию сможет увидеть там только 100 звезд".
По спутниковым данным количество небесного свечения росло медленнее, и команда была удивлена скоростью роста небесного свечения. Одна из причин различий в измерениях, полученных со спутников в космосе, по сравнению с измерениями, сделанными здесь, на Земле, связана с изменениями в практике освещения.
"Спутники наиболее чувствительны к свету, направленному вверх к небу. Но именно горизонтально излучаемый свет составляет большую часть небесного сияния", - говорит Киба. "Поэтому, если реклама и фасадное освещение станут более частыми, большими или яркими, они могут оказать большое влияние на свечение неба, не оказывая существенного влияния на спутниковые снимки".
Другим фактором является переход от оранжевых паронатриевых ламп к белым светодиодам, которые излучают гораздо больше синего света. "Наши глаза более чувствительны к синему свету ночью, и синий свет чаще рассеивается в атмосфере, поэтому вносит больший вклад в свечение неба", - говорит Киба. "Но единственные спутники, которые могут снимать всю Землю ночью, не чувствительны в диапазоне длин волн синего света".
Несмотря на свою полезность, подход "гражданской науки" имеет некоторые ограничения. Одно из них - это места, где участники наблюдают за звездами и пишут отчеты. До сих пор больше всего участников было из Европы и Северной Америки, а половина материалов из Азии поступила только из Японии. Есть подозрение, что в развивающихся странах также произошли быстрые изменения в искусственном свечении неба, но там до сих пор не проводилось столько измерений. "Больше всего данных поступает из тех регионов Земли, где свечение неба в настоящее время наиболее распространено. Это полезно, но это означает, что мы не можем сказать многого об изменении свечения неба в регионах с небольшим количеством наблюдений", - говорит Киба.
Результаты показывают, что текущая политика в области освещения (например, переход на светодиоды) пока не принесла никаких улучшений на континентальном уровне, несмотря на растущую осведомленность о световом загрязнении. Они также демонстрируют роль, которую могут играть данные гражданской науки в качестве дополнительного инструмента исследования.
"При более широком участии мы могли бы определить тенденции для других континентов и, возможно, даже для отдельных штатов и городов. Проект продолжается, так что не стесняйтесь взглянуть на него сегодня вечером и сообщите нам, что вы видите!" - сказал Уолкер.