Ночное небо становится на 10% ярче с каждым годом

Группа исследователей использовала данные, собранные участниками научных проектов, чтобы оценить влияние светового загрязнения на видимость звёзд по всему миру. Аналитика данных показал, что в период с 2011 по 2022 год ночное небо становилось ярче в среднем на 9,6% в год; это равносильно удвоению яркости неба каждые 8 ​​лет. 

Исследователи опирались на 51 351 наблюдение, участники которых оценивали видимость звёзд невооруженным глазом. Сокращение числа видимых звезд свидетельствует о росте яркости неба на 7–10 процентов в год в диапазоне, воспринимаемом человеческим глазом. Эти темпы роста превышают показатели изменения интенсивности излучения, зафиксированные спутниками. Учёные связывают данное расхождение со спектральными изменениями излучаемого света и с преобладающим углом его распространения.

На значительной части суши ночное небо после заката больше не переходит полностью в состояние, освещаемое лишь светом звёзд и Луны. Вместо этого оно озаряется искусственными сумерками, возникающими из‑за рассеяния антропогенного света в атмосфере. 

Единственные спутниковые приборы, осуществляющие в настоящее время мониторинг всей поверхности Земли, обладают ограниченным пространственным разрешением и чувствительностью, а также не способны регистрировать свет с длиной волны менее 500 нм. При этом светодиоды, позиционируемые как источники белого света, обычно имеют пик излучения в диапазоне 400–500 нм, к которому спутниковые датчики нечувствительны. 

Учёные проанализировали массив данных, чтобы оценить предельную звёздную величину для невооруженного глаза (NELM) — видимую величину самой тусклой звезды, которую можно различить. Астрономические звёздные величины измеряются по обратной логарифмической шкале, следовательно при более ярком небе значение NELM оказывается меньше. Метрика NELM связан со свечением ночного неба, поскольку при увеличении фоновой яркости слабые точечные источники света становятся невидимыми. Предельная звёздная величина, определённая участниками проекта, коррелирует с данными о свечении неба, полученными со спутников.

Коэффициент яркости неба (SBF) представляет собой отношение суммарной яркости к естественной яркости неба; таким образом, SBF = 1 соответствует яркости звёздного света, а SBF = 10 (на графике — log₁₀SBF = 1) означает, что небо в 10 раз ярче звёздного фона (на графике — log₁₀SBF = 0 и 1 соответственно). Показана зависимость для 2011 года (зелёные квадраты), 2021 года (синие треугольники) и усреднённые информация за период с 2011 по 2022 год (серые кружки). 

Хотя данный набор данных не отражает в точности ни распределение площади суши, ни плотность населения, участники преимущественно сосредоточены в регионах с наиболее выраженным световым загрязнением неба. За 18-летний период в местности, где изначально было видно 250 звезд, теперь их наблюдается не более 100. 

Для Северной Америки за период 2011–2021 гг. темп роста яркости ночного неба определялся на уровне 10,4 ± 0,5%, тогда как изменение яркости земной поверхности (по спутниковым данным) в тех же точках за 2014–2021 гг. составило −0,80 ± 0,04%. 

Учёные сделали два вывода. Во‑первых, условия видимости звёзд стремительно ухудшаются, несмотря на внедрение светодиодов в системы наружного освещения. Во‑вторых, наблюдения, проводимые добровольцами невооружённым глазом, служат ценным дополнением к данным спутникового мониторинга, заключили они.

Ранее учёные выяснили, что более широкое использование светодиодов и других форм освещения значительно осветляет ночное небо. По нынешним оценкам, при повышении уровня светового загрязнения большинство крупных созвездий будет невозможно наблюдать уже через 20 лет.