Işık Kirliliği Etkisi – Mükemmel karanlık gökyüzünden (solda) şehir içi gökyüzüne (sağda). Kredi bilgileri: NOIRLab/NSF/AURA, P. Marenfeld
Yıldızların Gece Gökyüzündeki Görünürlüğü Sanıldığından Daha Hızlı Düşüyor
Bu, dergide yapılan bir çalışma ile gösterilmiştir. Bilim son on bir yılda veri toplayan ışık kirliliği üzerine dünya çapında bir Citizen Science projesine dayanmaktadır.
Dünyanın dört bir yanındaki insanlar gece gökyüzünde giderek daha az yıldız görüyor. Yıldız görünürlüğündeki değişiklik, gökyüzü parlaklığının yılda yüzde 7-10 oranında artmasıyla açıklanabilir. Değişim hızı, Dünya’daki yapay ışık emisyonlarının uydu ölçümlerinin ilk başta önerdiğinden daha hızlı. Bu, dergide yayınlanan bir çalışmanın bulgusudur. BilimGFZ Alman Yerbilimleri Araştırma Merkezi ve Ruhr-Universität Bochum’dan Christopher Kyba liderliğindeki bir araştırma grubu tarafından GFZ’den meslektaşları ve ABD Ulusal Bilim Vakfı’nın NOIRLab’ı tarafından yürütüldü. “Globe at Night” Vatandaş Bilim Projesi kapsamında 2011’den 2022’ye kadar dünyanın dört bir yanında yurttaş bilim insanları tarafından 50.000’den fazla çıplak gözle yapılan gözlemi analiz ettiler. Sonuçlar vatandaş bilimi verilerinin önceki ölçüm yöntemlerine önemli bir ek olduğunu göstermektedir.
Işık Kirliliği Etkisi – Mükemmel karanlık gökyüzünden (solda) şehir içi gökyüzüne (sağda). Kredi bilgileri: NOIRLab/NSF/AURA, P. Marenfeld
Işık kirliliği arka planı
Dünya’nın kara yüzeyinin büyük bir bölümünde gökyüzü, gün batımından çok sonra bile yapay bir alacakaranlıkla parlamaya devam ediyor. Bu “gök parlaması”, çevre üzerinde ciddi etkileri olan bir ışık kirliliği biçimidir ve bu nedenle araştırmanın ortak yazarı ve başlangıcından bu yana NSF’nin NOIRLab’ının Globe at Night projesinin başkanı Constance Walker olarak araştırmanın odak noktası olmalıdır. , vurgular. Sonuçta, canlıların birçok davranışı ve fizyolojik süreçleri günlük ve mevsimsel döngülerle belirlenir ve dolayısıyla ışıktan etkilenir. Walker, “Skyglow hem günlük hem de gece hayvanları etkiliyor ve ayrıca kültürel mirasımızın önemli bir bölümünü yok ediyor” diyor. Gece gökyüzünün görünümü, yıldız gözlemi ve astronomi üzerindeki olumsuz etkilerle değişiyor.
Calgary’nin (Kanada) bazı bölümlerinin astronot fotoğrafları, aydınlatmanın 2010-2021 yılları arasında nasıl değiştiğine dair örnekler gösteriyor: Yeni aydınlatma kuruldu ve birçok sokak lambası turuncu yüksek basınçlı sodyumdan beyaz LED’e dönüştürüldü. (Not: Fotoğraflar aynı ayarlarla çekilmemiştir ve farklı uzamsal çözünürlüğe sahiptir. Bu nedenle, 2010 fotoğrafı biraz daha parlak görünür. Kaynak: Görüntüler, Yer Bilimleri ve Uzaktan Algılama Birimi, NASA Johnson Uzay Merkezi’nin izniyle, coğrafi referanslama GFZ Potsdam tarafından yapılmıştır.
Uygun ölçüm yöntemlerine duyulan ihtiyaç
Skyglow’daki zaman içindeki değişim daha önce küresel olarak ölçülmemişti. Prensip olarak uydular tarafından ölçülebilmesine rağmen, tüm Dünya’yı izleyen tek akım sensörleri yeterli değildir. kesinlik veya hassasiyet.
Bu nedenle gelecek vaat eden bir yaklaşım, insan gözünü bir sensör olarak kullanan insanların gözlemsel gücünü kullanmak ve bunu yaparken – Yurttaş Bilimi deneyleri çerçevesinde – kalabalığın gücüne güvenmektir. ABD Ulusal Bilim Vakfı’na bağlı NOIRLab tarafından başlatılan “Globe at Night” projesi 2006 yılından beri yürütülmektedir. Dünyanın her yerinden insanlar bu projeye katılabilir.
Vatandaş Bilimi ile…
Katılımcılar gece gökyüzüne bakar ve ardından çevrimiçi bir form kullanarak sekiz yıldız tablosundan hangisinin gördükleriyle en iyi eşleştiğini bildirir. Her grafik, gökyüzünü farklı ışık kirliliği seviyeleri altında gösterir.
Potsdam’daki GFZ Alman Yerbilimleri Araştırma Merkezi’nden ve Ruhr Üniversitesi Bohum’dan Christopher Kyba, “Bireysel insanların katkıları, sanki küresel bir sensör ağıymış gibi birlikte çalışarak yeni bilimi mümkün kılıyor” diyor. GFZ meslektaşı Yiğit Öner Altıntaş ve NOIRLab’den Constance E. Walker ve Mark Newhouse ile birlikte, 2011 ile 2022 yılları arasında bulutsuz ve aysız gecelerde dünya çapında 51.351 katılımcının verilerini analiz etti. Veriler, dünya çapında 19.262 konumdan elde edildi Avrupa’da 3.699 lokasyon ve Kuzey Amerika’da 9.488 lokasyon dahil.
Bu verilerden gökyüzü parlaklığındaki değişim oranını hesaplamak ve gözlemcilerin yıllar içinde farklı yerlerde olduklarını da hesaba katmak için, 2014 uydu verilerine dayanan küresel bir gökyüzü parlaklığı modeli kullandılar.
…şaşırtıcı bulgulara
Araştırmanın baş yazarı Christopher Kyba, “Yıldızların kentsel ortamlarda insanlar tarafından görülmez hale gelme hızı dramatik” diye özetliyor. Araştırmacılar, görünür yıldızların sayısındaki değişikliğin, gece gökyüzündeki parlaklıktaki artışlarla açıklanabileceğini buldular. Avrupa’da, her yıl parlaklıkta yüzde 6,5’lik bir artışın verilerle eşleştiğini buldular; Kuzey Amerika’da yüzde 10.4.
Bu sayıları daha anlaşılır bir bağlama oturtmak için Kyba, dünya çapındaki tüm konumların ortalaması olan yılda yüzde 9,6’lık bir artışla bir yerde yıldız görmenin sonuçlarını açıklıyor. “Gelişim bu hızla devam ederse 250 yıldızın göründüğü bir yerde doğan bir çocuk, 18 yaşına geldiğinde orada ancak 100 yıldızı görebilecek.”
Uydu verilerinde görülen yukarı doğru emisyonlardaki daha yavaş büyümeye dayanarak, araştırmacılar skyglow’daki bu gelişmenin hızına şaşırdılar. Aslında, gözlemcilerin konumları için uydu tarafından ölçülen yapay parlaklık biraz azalmıştı (Avrupa’da yılda yüzde 0,3, Kuzey Amerika’da yüzde 0,8).
Dünyadan ve uzaydan yapılan ölçümler arasındaki farkın nedenleri
Christopher Kyba, insan gözlemi ile uydu ölçümleri arasındaki farkın muhtemelen aydınlatma uygulamalarındaki değişikliklerden kaynaklandığına inanıyor: “Uydular en çok gökyüzüne doğru yönlendirilen ışığa karşı hassastır. Ancak gökyüzü parlamasının çoğunu oluşturan yatay olarak yayılan ışıktır,” diye açıklıyor Kyba. “Yani, eğer reklamlar ve cephe aydınlatması daha sık, daha büyük veya daha parlak hale gelirse, uydu görüntülerinde pek bir fark yaratmadan gökyüzü parlaması üzerinde büyük bir etkiye sahip olabilirler.”
Yazarların bahsettiği bir diğer faktör de, turuncu sodyum buharlı lambalardan çok daha fazla mavi ışık yayan beyaz LED’lere yaygın geçiş. Kyba, “Gözlerimiz geceleri mavi ışığa karşı daha hassastır ve mavi ışığın atmosferde dağılma olasılığı daha yüksektir, bu nedenle gökyüzü parlamasına daha fazla katkıda bulunur” diyor Kyba. “Ancak geceleri tüm Dünya’yı görüntüleyebilen tek uydular, mavi ışığın dalga boyu aralığında hassas değildir.”
Çalışmanın sınırları ve daha fazla potansiyel
Bununla birlikte, Vatandaş Bilimi yaklaşımının da sınırlamaları vardır. Örneğin, dünyanın farklı bölgelerinden gelen katılımcı sayısı, mekansal ve zamansal eğilimlerin önemini belirlemektedir. Şimdiye kadar Kuzey Amerika ve Avrupa’dan insanlar deneye en büyük katılımı sağladı ve Asyalı katkıların yarısı tek bir ülkeden geldi: Japonya. “Verilerin çoğu, gökyüzü parlamasının şu anda en yaygın olduğu Dünya bölgelerinden geliyor. Bu yararlı, ancak bu, birkaç gözlemin olduğu bölgelerde gök parlaması değişimi hakkında fazla bir şey söyleyemeyeceğimiz anlamına geliyor,” diye vurguluyor Kyba. Özellikle gelişmekte olan ülkelerde, yapay gökyüzü parlamasındaki hızlı değişimlerden şüpheleniliyor, ancak şu ana kadar çok az gözlem yapıldı.
İki sonuç: Aydınlatma politikası ve Vatandaş Bilimi
Araştırmacılar bulgularından iki ana sonuç çıkarıyorlar: Bir yandan, LED’lerin kullanımı gibi mevcut aydınlatma politikalarının, artan ışık kirliliği farkındalığına rağmen, en azından kıta düzeyinde henüz herhangi bir gelişme sağlamadığını gösteriyorlar. .
Kyba, “Öte yandan, Vatandaş Bilimi verilerinin önceki ölçüm yöntemlerine önemli bir katkı sağladığını gösterebildik” diye vurguluyor.
Constance Walker ekliyor: “Daha geniş bir katılımımız olsaydı, diğer kıtalar ve hatta muhtemelen tek tek eyaletler ve şehirler için eğilimleri belirleyebilirdik. Proje devam ediyor, bu yüzden bu gece bir göz atmaktan çekinmeyin ve ne gördüğünüzü bize bildirin!”
Referans: “Vatandaş bilim adamları, 2011’den 2022’ye kadar yıldızların görünürlüğünde küresel hızlı düşüşler bildirdiler” 19 Ocak 2023, Bilim.
DOI: 10.1126/science.abq7781