Nattehimlens naturlige lysstyrke

En nylig undersøgelse analyserer data indsamlet på 44 af de mørkeste steder i verden, herunder De Kanariske Øers observatorier, at udvikle den første komplette referencemetode til at måle nattehimlens naturlige lysstyrke ved hjælp af billige fotometre.

Af de 44 fotometre i undersøgelsen, Roque de los Muchachos-observatoriet (Garafía, La Palma, Kanariske Øer) skiller sig ud på den mørkeste af alle de analyserede himmelstrøg.

Nattehimlen er ikke helt mørk; selv i de fjerneste steder er der en glød på himlen produceret af naturlige komponenter, både terrestriske og udenjordiske, og ved kunstig belysning af menneskelig oprindelse. Selvom de vigtigste lyse kilder som Månen, Mælkevejen, og Zodiacal-lyset er let genkendeligt, der er en glød, der dominerer himlens lysstyrke på de mørkeste nætter, produceret i de øverste lag af atmosfæren, og hvis styrke afhænger af en række komplekse faktorer såsom årstiden, den geografiske placering, og solcyklussen.

Solcyklusser er bestilt i perioder med aktivitet, der varer 11 år. Vi henviser til solmaksimum, når solens aktivitet er vokset, solpletter vises på overfladen, og dens strålingsemission er vokset, som påvirker molekylerne i jordens atmosfære, forårsager en stigning i nattehimlens lysstyrke. Når disse begivenheder er meget reduceret, kalder vi dette solminimum.

I 2018 gik solcyklus 24 ind i denne fase og siden da en række fotometre, TESS, beliggende rundt om i verden, har indsamlet 11 millioner målinger, som er blevet brugt til at definere en referencemetode til undersøgelse af naturligt mørke med udstyr af denne art. Blandt resultaterne i artiklen, som snart udkommer i Det astronomiske tidsskrift , der er fremragende "systematiske observationer af korte periodevariationer (i størrelsesordenen titusinder af minutter, eller timer) i himlens lysstyrke, uafhængigt af webstedet, sæsonen, tidspunktet på natten, eller af solaktivitet, og som er blevet vist, for første gang, med billige fotometre, at være forbundet med begivenheder produceret i de øvre lag af mesosfæren, det vil sige til "luftgløden", forklarer Miguel R. Alarcón, en forsker ved Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) og førsteforfatter til artiklen.

"Dette arbejde har demonstreret den høje følsomhed af billige fotometre, hvis de er forbundet i et netværk. Den endelige analyse af det fulde sæt af TESS fotometre viser Gegenschein, et svagt skær på nattehimlen, synlig omkring ekliptika, det samme plan, som vi ser stjernetegnslyset og planeterne på," forklarer Miquel Serra-Ricart, en astronom ved IAC og en medforfatter til artiklen. "Netværket af fotometre har vist, endnu engang, at de kanariske observatorier er i første division", tilføjer han.

Fra de 44 fotometre, der tog data fra steder som Namibia, Australien, Mexico, Argentina og USA, blandt andre, det var muligt at fastslå, at Roque de los Muchachos Observatory (ORM, Garafía, La Palma, Kanariske Øer) er den mørkeste af dem alle". Som det kan læses i artiklen, mørket ved ORM er meget tæt på naturligt mørke, kunstigt lys tilføjer kun 2 % til himmelbaggrunden. Fra netværket af fotometre installeret på den spanske halvø, vi bør udvælge det fremragende himmelmørke i Extremadura-samfundet, regionen Montsec (Lleida), Javalambre (Teruel) Sierra Nevada og Pyrenæerne i Navarra.

Undersøgelse af lysforurening

Gløden frembragt ved spredning af kunstigt lys om natten (ALAN) af atmosfærens komponenter (gasmolekyler, aerosoler, skyer...) er kendt som kunstig skyglød. Skøn tyder på, at mere end 10% af Jordens overflade modtager ALAN, og at dette tal stiger til 23%, hvis vi inkluderer den atmosfæriske skyglød. Omkring 80 % af den menneskelige befolkning bor på steder med lysforurening, og omkring en tredjedel af dem kan ikke se Mælkevejen. Der er få steder tilbage i verden, hvor man kan værdsætte, observere, og mål det naturlige mørke.

De bekymrende konsekvenser af lysforurening på grund af menneskelig aktivitet, for naturen, vores helbred, og for astronomi, har motiveret videnskabelig interesse for denne type atmosfærisk forurening. I løbet af de sidste årtier, forskellige stadig mere præcise enheder er blevet udviklet og markedsført til at måle mørket om natten. TESS-fotometrene fra STARS4ALL-projektet, som gjorde denne undersøgelse mulig, er baseret på den samme sensor som Sky Quality Meter (SQM) fotometer.

EELabs:Bæredygtig brug af kunstig belysning

Men nu er der nye projekter på vej ved hjælp af nye teknologier, at fortsætte med at undersøge denne trussel. Denne artikel foreslår, at for at måle rækkevidden af ​​lysforurening er det nødvendigt at kombinere målinger af det spredte lys fra bykerner lavet fra rummet (hovedsageligt fra satellitter) med kort over mørke i fjerntliggende naturområder taget ved at installere netværk af selvkørende fotometre med høj tidsopløsning og en gennemsnitlig afstand på flere kilometer. Dette er et af hovedformålene med EELabs-projektet. EELabs (Energy Efficiency Laboratories) koordineres af Instituto de Astrofísica de Canarias, med deltagelse af det portugisiske selskab til undersøgelse af fugle (SPEA), universitetet i Las Palmas de Gran Canaria (ULPGC) og Teknologisk Institut for Vedvarende Energi (ITER).