La visibilità delle stelle nel cielo notturno sta diminuendo più velocemente di quanto si pensasse

I primi risultati del progetto globale di citizen science sull’inquinamento luminoso

[20 Gennaio 2023]

In tutto il mondo si vedono sempre meno stelle nel cielo notturno. Secondo lo studio “Citizen scientists report global rapid reductions in the visibility of stars from 2011 to 2022”, pubblicato su Science da Christopher Kyba e Yiğit Öner Altıntaş  del Deutsches GeoForschungsZentrum (GFZ) e da Constance Walker e Mark Newhouse del  National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory (NOIRLab) della US National Science Foundation, «Il cambiamento nella visibilità delle stelle può essere spiegato da un aumento della luminosità del cielo del 7-10% all’anno e «Il tasso di cambiamento è più veloce di quanto inizialmente suggerirebbero le misurazioni satellitari delle emissioni di luce artificiale sulla Terra».

I ricercatori tedeschi e statunitensi hanno analizzato più di 50.000 osservazioni a occhio nudo realizzate da citizen scientists in tutto il mondo dal 2011 al 2022 nell’ambito del progetto s citizen science “Globe at Night” e dicono che «I risultati mostrano che i dati di citizen science sono un importante aggiunta ai precedenti metodi di misurazione».

La Walker, responsabile del progetto Globe at Night del NOIRLab sin dal suo inizio, ricorda che «Su gran parte della superficie terrestre, il cielo continua a risplendere di un crepuscolo artificiale molto tempo dopo il tramonto. Questo “skyglow” è una forma di inquinamento luminoso che ha gravi effetti sull’ambiente e dovrebbe quindi essere al centro della ricerca. Dopotutto, molti comportamenti e processi fisiologici delle creature viventi sono determinati dai cicli giornalieri e stagionali e quindi influenzati dalla luce. Lo Skyglow colpisce sia gli animali diurni che notturni e distrugge anche una parte importante del nostro patrimonio culturale. L’aspetto del cielo notturno sta cambiando, con effetti negativi sull’osservazione delle stelle e sull’astronomia».

La variazione della luce del cielo nel tempo non è stata precedentemente misurata a livello globale. Anche se in linea di principio potrebbe essere misurato dai satelliti, gli unici sensori che monitorano l’intera Terra non hanno sufficiente precisione o sensibilità. Quindi, un approccio promettente è quindi quello di utilizzare l’occhio umano come sensore, e nel farlo – nell’ambito degli esperimenti di Citizen Science – fare affidamento sul potere della massa. Il progetto “Globe at Night”, avviato dal NOIRLab è in corso dal 2006 e in tutto il mondo si può partecipare a questo progetto. I partecipanti guardano il loro cielo notturno e poi, utilizzando un modulo online, segnalano quale di una serie di 8 carte stellari corrisponde meglio a ciò che vedono. Ogni grafico mostra il cielo sotto diversi livelli di inquinamento luminoso.

Kyba  spiega che «I contributi delle singole persone lavorano insieme come se fossero una rete di sensori globale, rendendo possibile la nuova scienza»,  il ricercatore del GFZ di Potsdam e della Ruhr-Universität Bochum, Insieme ad Altıntas,  Walker e Newhouse, ha analizzato i dati di 51.351 citizen scientists che sono stati raccolti in notti senza nuvole e luna tra il 2011 e il 2022 in 19.262 località di tutto il mondo , incluse 3.699 siti in Europa  9.488 in Nord America. Per calcolare un tasso di variazione della luminosità del cielo con questi dati e per tenere conto del fatto che gli osservatori si trovavano anche in luoghi diversi nel corso degli anni, hanno utilizzato un modello globale per la luminosità del cielo basato sui dati satellitari del 2014.

Kyba  riassume: «La velocità con cui le stelle stanno diventando invisibili alle persone negli ambienti urbani è drammatica».  I ricercatori hanno scoperto che «Il cambiamento nel numero di stelle visibili può essere spiegato dall’aumento della luminosità del cielo notturno». In Europa, c’è stato un aumento della luminosità del 6,5% all’anno, in Nord America del 10,4%. La media mondiale è di un aumento del 9,6% all’anno. Kyba spiega che, «Se lo sviluppo dovesse continuare a quel ritmo, un bambino nato in un luogo dove sono visibili 250 stelle, al suo 18esimo compleanno sarà in grado di vederne solo 100».

Sulla base della crescita più lenta delle emissioni luminose verso l’alto osservata nei dati satellitari, i ricercatori sono rimasti sorpresi dalla velocità di questo sviluppo nel bagliore del cielo. Infatti, a seconda delle posizioni degli osservatori, la luminosità artificiale misurata dal satellite era leggermente diminuita dello 0,3% all’anno in Europa, dello 0,8% in Nord America. Kyba ritiene che «La differenza tra l’osservazione umana e le misurazioni satellitari è probabilmente dovuta ai cambiamenti nelle pratiche di illuminazione. I satelliti sono più sensibili alla luce diretta puntata in alto verso il cielo. Ma è la luce emessa orizzontalmente che rappresenta la maggior parte del bagliore del cielo. Quindi, se le pubblicità e l’illuminazione delle facciate diventano più frequenti, più grandi o più luminose, potrebbero avere un grande impatto sul bagliore del cielo senza fare molta differenza sulle immagini satellitari».

Un altro fattore citato dagli autori è il diffuso passaggio dalle lampade ai vapori di sodio arancioni ai LED bianchi, che emettono molta più luce blu: «I nostri occhi di notte sono più sensibili alla luce blu, ed è più probabile che la luce blu sia dispersa nell’atmosfera, quindi contribuisce maggiormente al bagliore del cielo –  afferma Kyba – Ma gli unici satelliti in grado di visualizzare l’intera Terra di notte non sono sensibili nella gamma di lunghezze d’onda della luce blu».

Tuttavia, anche l’approccio citizen science ha i suoi limiti. Ad esempio, il numero di partecipanti provenienti da diverse regioni del mondo determina il significato delle tendenze spaziali e temporali. Finora le persone del Nord America e dell’Europa hanno avuto la più grande partecipazione all’esperimento, e la metà dei contributi asiatici proviene da un solo paese: il Giappone. Kyba conferma: «La maggior parte dei dati proviene dalle regioni della Terra in cui il bagliore del cielo è attualmente più diffuso. Questo è utile, ma significa che non possiamo dire molto sul cambiamento del bagliore del cielo nelle regioni con poche osservazioni. Soprattutto nei paesi in via di sviluppo, si sospettano rapidi cambiamenti nel bagliore artificiale, ma finora ci sono state poche osservazioni».

Dalle losro scoperte i ricercatori traggono due conclusioni principaliD da un lato, dimostrano che le attuali politiche di illuminazione, come l’uso dei LED, non hanno ancora portato alcun miglioramento, almeno a livello continentale, nonostante la crescente consapevolezza dell’inquinamento luminoso. D’altra parte, siamo stati in grado di dimostrare che i dati di citizen science rappresentano un importante aggiunta ai precedenti metodi di misurazione».

La Walker conclude: «Se avessimo una partecipazione più ampia, potremmo identificare le tendenze per altri continenti e forse anche per singoli Stati e città. Il progetto è in corso, quindi sentitevi liberi di dare un’occhiata stasera e di farci sapere cosa vedete!»