En nyligen genomförd studie analyserar data som samlats in på 44 av de mörkaste platserna i världen, inklusive Kanarieöarnas observatorier, att utveckla den första kompletta referensmetoden för att mäta natthimlens naturliga ljusstyrka med hjälp av prisvärda fotometrar.

Av de 44 fotometrarna i undersökningen, Roque de los Muchachos-observatoriet (Garafía, La Palma, Kanarieöarna) sticker ut på den mörkaste av alla analyserade himlar.

Natthimlen är inte helt mörk; även på de mest avlägsna platserna finns ett sken på himlen som produceras av naturliga komponenter, både jordiska och utomjordiska, och genom artificiell belysning av mänskligt ursprung. Även om de viktigaste ljuskällorna som månen, Vintergatan, och Zodiacal ljuset är lätt att känna igen, det finns ett sken som dominerar himlens ljusstyrka på de mörkaste nätterna, produceras i de övre lagren av atmosfären, och vars styrka beror på en uppsättning komplexa faktorer som årstiden, det geografiska läget, och solcykeln.

Solcykler ordnas i perioder av aktivitet som varar i 11 år. Vi hänvisar till solmaximum när solens aktivitet har ökat, solfläckar dyker upp på dess yta, och dess strålningsemission har ökat, som påverkar molekylerna i jordens atmosfär, orsakar en ökning av natthimlens ljusstyrka. När dessa händelser är mycket reducerade kallar vi detta solminimum.

2018 gick solcykel 24 in i denna fas och sedan dess en serie fotometrar, TESS, belägen runt om i världen, har samlat in 11 miljoner mätningar som har använts för att definiera en referensmetod för studier av naturligt mörker med utrustning av detta slag. Bland resultaten i artikeln, som snart kommer att publiceras i The Astronomical Journal , det finns enastående "systematiska observationer av korta periodvariationer (i storleksordningen tiotals minuter, eller timmar) i himlens ljusstyrka, oberoende av webbplatsen, säsongen, tiden på natten, eller av solaktivitet, och som har visats, för första gången, med billiga fotometrar, förknippas med händelser som produceras i de övre skikten av mesosfären, det vill säga till "luftglöden", förklarar Miguel R. Alarcón, en forskare vid Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) och första författare till artikeln.

"Detta arbete har visat den höga känsligheten hos lågprisfotometrar om de är länkade i ett nätverk. Den slutliga analysen av hela uppsättningen TESS-fotometrar visar Gegenschein, ett svagt sken på natthimlen, synlig runt ekliptikan, samma plan som vi ser zodiakalens ljus och planeterna" förklarar Miquel Serra-Ricart, en astronom vid IAC och en medförfattare till artikeln. "Nätverket av fotometrar har visat, återigen, att Canary Observatories är i första divisionen", tillägger han.

Från de 44 fotometrar som tog data från sådana platser som Namibia, Australien, Mexiko, Argentina och USA, bland andra, det var möjligt att fastställa att Roque de los Muchachos-observatoriet (ORM, Garafía, La Palma, Kanarieöarna) är den mörkaste av dem alla". Som man kan läsa i artikeln, mörkret vid ORM är mycket nära naturligt mörker, artificiellt ljus lägger bara till 2 % till himmelsbakgrunden. Från nätverket av fotometrar installerade på den spanska halvön, vi borde välja ut det utmärkta himmelsmörkret i gemenskapen Extremadura, regionen Montsec (Lleida), Javalambre (Teruel) Sierra Nevada och Pyrenéerna i Navarra.

Studerar ljusföroreningar

Glödet som alstras av spridningen av artificiellt ljus på natten (ALAN) av atmosfärens komponenter (gasmolekyler, aerosoler, moln...) är känt som artificiellt skyglöd. Uppskattningar tyder på att mer än 10 % av jordens yta får ALAN och att denna siffra ökar till 23 % om vi inkluderar det atmosfäriska skyglöden. Cirka 80 % av den mänskliga befolkningen bor på platser med ljusföroreningar, och ungefär en tredjedel av dem kan inte se Vintergatan. Det finns få platser kvar i världen där man kan uppskatta, observera, och mäta det naturliga mörkret.

De oroande konsekvenserna av ljusföroreningar på grund av mänsklig aktivitet, för naturen, vår hälsa, och för astronomi, har motiverat vetenskapligt intresse för denna typ av luftföroreningar. Under de senaste decennierna, olika allt mer exakta apparater har utvecklats och marknadsförts för att mäta mörkret på natten. TESS-fotometrarna i STARS4ALL-projektet, som gjorde denna studie möjlig, baseras på samma sensor som Sky Quality Meter (SQM) fotometer.

EELabs:Hållbar användning av artificiell belysning

Men nu finns det nya projekt på gång med hjälp av ny teknik, att fortsätta att utreda detta hot. Denna artikel föreslår att för att mäta räckvidden för ljusföroreningar är det nödvändigt att kombinera mätningar av det spridda ljuset från stadskärnor gjorda från rymden (främst från satelliter) med kartor över mörkret i avlägsna naturområden tagna genom att installera nätverk av självgående fotometrar med hög tidsupplösning och medelavstånd på flera kilometer. Detta är ett av huvudmålen med EELabs-projektet. EELabs (Energy Efficiency Laboratories) koordineras av Instituto de Astrofísica de Canarias, med deltagande av den portugisiska Society for the Study of Birds (SPEA), universitetet i Las Palmas de Gran Canaria (ULPGC) och det tekniska institutet för förnybar energi (ITER).