Les estrelles 'desapareixen'del cel nocturn urbà

Cada vegada és més difícil observar les estrelas al cel nocturn, a causa d’un un augment de la brillantor del cel del 7-10% anual. El ritme del canvi és més ràpid del que suggeririen a primera vista els mesuraments per satèl·lit de les emissions de llum artificial a la Terra.

Aquesta és la conclusió d’un estudi publicat a la revista Science, realitzat per un grup d’investigació dirigit per Christopher Kyba, del Centre Alemany d’Investigació en Geociències GFZ i de la Ruhr-Universität Bochum, amb col·legues del GFZ i del NOIRLab de la NSF (National Science Foundation) dels Estats Units.

Van analitzar més de 50.000 observacions a simple vista realitzades per científics ciutadans de tot el món entre 2011 i 2022 com parteix del projecte de ciència ciutadana "Globe at Night". Els resultats mostren que les dades de la ciència ciutadana són un complement important dels mètodes de mesurament anteriors.

En gran part de la superfície terrestre, el cel continua brillant amb un crepuscle artificial molt després de la posta de sol. Aquesta "resplendor celeste" és una forma de contaminació lluminosa que té greus efectes sobre el medi ambient i, per tant, ha de ser objecte d’investigació, com subratlla Constance Walker, coautora de l’estudi i responsable del projecte Globe at Night del NOIRLab de la NSF des dels seus inicis.

Els participants en 'Globe at Night' observen el seu cel nocturn i, a través d’un formulari en línia, indiquen quin entre vuit mapes estel·lars es correspon millor amb el que veuen. Cada gràfic mostra el cel sota diferents nivells de contaminació lluminosa.

"Les contribucions de persones individuals funcionen juntes com si fossin una xarxa global de sensors, fent possible una nova ciència", afirma en un comunicat Christopher Kyba, del Centre Alemany d’Investigació en Geociències GFZ de Potsdam i la Universitat del Ruhr de Bochum. Juntament amb el seu col·lega del GFZ Yigit Öner Altintas i Constance E. Walker i Mark Newhouse, del NOIRLab, ha analitzat les dades de 51.351 participants de tot el món presos en nits sense núvols ni lluna entre 2011 i 2022. Es van obtenir en 19.262 localitats de tot el món, incloses 3.699 localitats a Europa i 9.488 localitats a Amèrica del Nord.

Per calcular una taxa de canvi en la brillantor del cel a partir d’aquestes dades i tenir en compte que els observadors també es trobaven en diferents ubicacions al llarg dels anys, van fer ús d’un model global per a la brillantor del cel basat en dades satel·litàries de 2014.

"El ritme a què les estrelles s’estan tornant invisibles per a les persones en entorns urbans és dramàtic", resumeix Christopher Kyba, autor principal de l’estudi. Els investigadors van descobrir que el canvi en el nombre d’estrelles visibles pot explicar-se per l’augment de la brillantor del cel nocturn. A Europa, les dades coincideixen en un 6,5% d’augment de la brillantor a l’any; a Amèrica del Nord, en un 10,4%.

Per situar aquestes xifres en un context més comprensible, Kyba explica les conseqüències que tindria veure les estrelles en un lloc amb un augment del 9,6% anual, que va ser la mitjana de tots els llocs del món. "Si el desenvolupament continués a aquest ritme, un nen nascut en un lloc on es veuen 250 estrelles només podrà veure 100 estrelles allà quan compleixi 18 anys".

Basant-se en el creixement més lent de les emissions ascendents observat en les dades de satèl·lit, els investigadors es van sorprendre per la velocitat d’aquest desenvolupament de la brillantor celeste. De fet, per a les ubicacions dels observadors, la brillantor artificial mesurada per satèl·lit havia disminuït lleugerament (un 0,3% a l’any a Europa, un 0,8% a Amèrica del Nord).

Christopher Kyba creu que la diferència entre l’observació humana i els mesuraments per satèl·lit es deu probablement als canvis en les pràctiques d’il·luminació. "Els satèl·lits són més sensibles a la llum que es dirigeix cap a dalt, cap al cel. Però és la llum emesa horitzontalment la que representa la major part de la resplendor del cel", explica Kyba. "Per això, si els anuncis i la il·luminació de les façanes es fan més freqüents, més grans o més brillants, podrien tenir un gran impacte en la resplendor celeste sense que es notés molt en les imatges per satèl·lit".

Un altre factor que esmenten els autors és el canvi generalitzat de llums de vapor de sodi taronja a LED blancs, que emeten molta més llum blava. "Els nostres ulls són més sensibles a la llum blava a la nit, i la llum blava té més probabilitats de dispersar-se en l’atmosfera, per la qual cosa contribueix més a la resplendor del cel", afirma Kyba. "Però els únics satèl·lits que poden obtenir imatges de tota la Terra a la nit no són sensibles en el rang de longituds d’ona de la llum blava".