أظهر العلماء المواطنون أن التلوث الضوئي يزيل النجوم من السماء

قبل سنوات ، كريستوفر كان كيبا متشككًا بشأن بيانات علم الفلك التي جمعها العلماء المواطنون – فهي تعتمد بعد كل شيء على قيام الأشخاص بإجراء تقييمات بالعين المجردة لسماء الليل. ولكن عندما كتب إليه أحد الطلاب بسؤال حول قياس سطوع السماء ، فكر في مشروع علوم المواطن Globe at Night ، الذي أطلق في عام 2006 للسماح للطلاب بتتبع النجوم التي يمكنهم رؤيتها. قام بتنزيل البيانات وتصفحها. يقول كيبا ، العالِم في مركز الأبحاث الألماني لعلوم الأرض في برلين: “لقد تحولت تمامًا إلى اعتناق الإسلام”. ومنذ ذلك الحين كرس حياته المهنية لدراسة التلوث الضوئي وقام الآن بتحليل بيانات Globe at Night من جميع أنحاء العالم لتقدير ارتفاعه المذهل في السنوات الأخيرة.

يدير المشروع NOIRLab التابع لمؤسسة العلوم الوطنية ، وهو مركز أبحاث علم الفلك في توكسون ، أريزونا. يتم إعطاء المتطوعين – معظمهم في أمريكا الشمالية وأوروبا – ثماني خرائط محتملة لسماء الليل المحلية الخاصة بهم ، والتي تُظهر النجوم المرئية عند مستويات مختلفة من سطوع السماء. ينظر المتطوعون إلى الخارج ويختارون الخريطة التي تتطابق بشكل أفضل مع ما يمكنهم رؤيته بالفعل ، بناءً على سطوع أضعف نجم يمكنهم رؤيته في تلك اللحظة. ثم يقدمون تقريرًا موجزًا ​​على موقع Globe at Night على الويب باستخدام هواتفهم أو أجهزة الكمبيوتر اللوحية أو أجهزة الكمبيوتر. (يمتلك عدد قليل من العلماء المواطنين ، ومعظمهم من علماء الفلك الهواة ، أيضًا أداة لقياس شدة الضوء تسمى مقياس جودة السماء ، وهناك مكان على موقع الويب لتمييز قراءته أيضًا).

في يناير ، نشر كيبا وفريقه تحليلاً في المجلة علوم من البيانات التي تم جمعها بين عامي 2011 و 2022 ، والتي كشفت عن زيادة كبيرة في التلوث الضوئي ، حيث سطع سماء الليل بنسبة 10٪ سنويًا تقريبًا خلال ذلك العقد. يعني الاتجاه اللافت للنظر ، على الأقل في بعض المناطق ، أن سطوع السماء يتضاعف كل ثماني سنوات. كانت صدمة كبيرة. يقول كيبا: “أحب أن أكون متفائلًا ، لكن البيانات تتأثر باستمرار”.

لآلاف السنين ، كان البشر يحدقون في السماء ، وشاهد الناس في جميع أنحاء العالم سماء ليلية مطابقة تقريبًا لما رآه أسلافهم – باستثناء النجم العرضي الذي يموت بسبب المستعر الأعظم. لكن هذا تغير بشكل واضح في السنوات الأخيرة. يستمر الضوء الاصطناعي من المناطق الحضرية المتوهجة في التعدي على المناطق المحيطة ، بينما تنحسر مناطق السماء المظلمة ، مثل الحدائق الوطنية والمتنزهات الحكومية ذات الكثافة السكانية المنخفضة في الولايات المتحدة. (هذه ظاهرة مختلفة عن المشكلة التي تطرحها الأقمار الصناعية العاكسة في المدار ، والتي تضيف أضواءًا اصطناعية إلى سماء الليل.) كان الهواة وعلماء الفلك المحترفون على دراية بالتلوث الضوئي لعقود ، إن لم يكن لقرون. ومع ذلك ، تستمر المشكلة في التدهور.

قام Kyba وفريقه بتركيب نموذج لبيانات NOIRLab ، ووجدوا أن سطوع السماء يرتفع كل عام بنحو 6.5 في المائة في أوروبا ، و 10.4 في المائة في أمريكا الشمالية ، و 7.7 في المائة في بقية العالم ، بمتوسط ​​عالمي يبلغ 9.6 في المئة. أفاد متطوعو The Globe at Night أيضًا أن النجوم الخافتة أصبحت أقل وضوحًا ، بل إن بعضها يختفي من السماء المتضائلة. أثناء إجراء Kyba لأبحاثه ، اتصل به الناس ليقولوا إنهم لا يستطيعون تمييز الثريا بعد الآن ، أو الخط الأيقوني لنجوم مجرة ​​درب التبانة.

تقول كوني ووكر ، العالمة في NOIRLab ، ومديرة Globe at Night ، والمؤلفة المشاركة في الدراسة: “لقد ذهلت نوعًا ما في البداية”. هذه النتائج تقزم مجرد ارتفاع بنسبة 2 في المائة المقدرة سابقًا بواسطة الأقمار الصناعية الخاصة بالطقس. يقول والكر إن تلك المركبات الفضائية عمياء تمامًا عن الضوء الأزرق ، لذلك فقدوا جزءًا كبيرًا من هذا الاتجاه. على مدى العقد الماضي أو نحو ذلك ، تحولت العديد من المدن من مصابيح شوارع ذات ضغط عالٍ أصفر اللون إلى مصابيح LED موفرة للطاقة ولكنها أكثر زرقة – وأعين الناس (وعين بعض الحيوانات البرية) حساسة بشكل خاص للضوء الأزرق في الليل. كما تفوت الأقمار الصناعية الأضواء التي تشير إلى الجانبين ، مثل تلك الموجودة في اللوحات الإعلانية. بشكل عام ، يتراكم السطوع من مصادر مثل الأضواء على جانب المنازل أو الشركات وفي الشوارع والسلالم واللافتات.

يقول كيبا إنه من الممكن أن يفسر تلوث الهواء بعضًا من الاتجاه السائد في مناطق معينة ، لكن لا توجد طريقة لزيادة هذا الاتجاه إلى هذه الدرجة. وعلى الرغم من أن تقييمات العلماء المواطنين الفردية قد تختلف أو تحتوي على بعض عدم الدقة ، إلا أنه يتم إلغاؤها عندما يتم حساب متوسط ​​التقارير الواردة من مئات الآلاف من المتطوعين. ويخلص إلى أن التلوث الضوئي هو السبب الرئيسي وراء اختفاء النجوم.

إذن ما الذي يمكن عمله حيال ذلك؟ “يحب نشطاء التلوث الضوئي أن يقولوا ،” إنها أسهل مشكلة يجب حلها ، حيث يمكنك فقط إطفاء الضوء. “” هذا صحيح وغير مفيد “، كما يقول كيبا. يأتي التلوث الضوئي من مصادر عديدة ، ويتم اتخاذ قرارات الإضاءة من قبل العديد من الأشخاص والشركات ومسؤولي المدينة. ولكن على عكس تغير المناخ ، لا يجب أن يكون تغييره بهذه الصعوبة ، وسيتم الشعور بالفوائد على الفور. على سبيل المثال ، ليس من الصعب أو المكلف استخدام الحد الأدنى من يلزم الإضاءة ، لإضاءة عدادات الوقت إذا لم تكن مطلوبة في الليل ، أو لحمايتها أو توجيهها لأسفل. إنها مجرد مسألة إقناع الآلاف من الأشخاص المشاركين في قرارات الإضاءة واسعة النطاق لاتخاذ خيارات أفضل.

يقلق ووكر وغيره من علماء الفلك بشأن فقدان جيل كامل إمكانية الوصول إلى سماء الليل المرصعة بالنجوم. “بصفتي عالم فلك ، إنه لأمر مرعب أن نفقد الإلهام الذي يجلب الناس إلى مجالنا. هناك الملايين من الناس في المدن الكبرى محظوظون إذا رأوا كوكب الزهرة وزحل. يقول تيزني بوج ، رئيس جامعة تكساس في مرصد ماكدونالد في أوستن والرئيس المشارك للجنة الفلكية الأمريكية المعنية بالتلوث الضوئي والتداخل الراديوي والحطام الفضائي: “القمر هو كل ما لديهم بعد الآن”. السياسات الوطنية أو اللوائح الدولية بشأن قد يكون من الصعب إدراك التلوث الضوئي في المستقبل القريب ، لذلك تركز هي وزملاؤها على جذب المزيد من الاهتمام لدعم الحملات المحلية.

هناك أسباب وجيهة للإضاءة الليلية ، بما في ذلك ضمان السلامة العامة. لكن هذا لا يجب أن يكون متوترًا مع حماية سماء الليل ، كما يقول جون بارينتين ، عالم الفلك في توكسون والمدير التنفيذي لشركة Dark Sky Consulting ، التي تقدم المشورة للشركات ومسؤولي المدينة بشأن تصميم الإضاءة الخارجية. يشير إلى توكسون باعتبارها قصة نجاح. يبلغ عدد سكان المدينة والمناطق الخارجية حوالي مليون نسمة ، لكن العديد من السكان يدركون كيف تؤثر الإضاءة على سماء الليل – ومن المفيد وجود مراصد رئيسية في المنطقة المجاورة. منذ حوالي خمس سنوات ، حولت المدينة 20000 مصباح شوارع إلى مصابيح LED لكنها اختارت إنتاج لومن أقل من العديد من المدن الأخرى. يقول بارينتين إن المدينة كانت “تضيء أكثر من اللازم” لسنوات ، وبعد تقليل الإضاءة على مستوى الشارع بنحو 60 في المائة ، لم يتلق مسؤولو المدينة أي شكاوى تقريبًا من كونها باهتة للغاية. يقول: “لا أفهم لماذا لا يمكن تصدير السياسات هنا إلى أماكن أخرى”. “نحن نعلم أنهم يعملون.”