Apri una mappa con caratteristiche di illuminazione di sfondo. Ascolteremo il canto stellato del cielo? Illuminazione del cielo. Fattore industriale

27 novembre 2014, 13:32

Il primo atlante mondiale dell'illuminazione artificiale del cielo (nome completo - "Atlante mondiale della luminosità artificiale del cielo notturno allo zenit a livello del mare") è stato compilato da scienziati italiani e americani sulla base di dati satellitari. Confrontando le informazioni ricevute con i dati sulla densità di popolazione, sono riusciti a dividere tutti gli abitanti del pianeta in gruppi a seconda dell'illuminazione artificiale del cielo nel luogo di residenza. Si è scoperto che un quinto della popolazione del pianeta, più della metà dei residenti rispettivamente negli Stati Uniti e nell'UE, nonché poco più del 40% della popolazione russa sono privati ​​dell'opportunità di vedere la Via Lattea, la Via Lattea. luce zodiacale e la maggior parte delle costellazioni ad occhio nudo nel loro luogo di residenza. E infine, un decimo degli abitanti della Terra e 1/7 degli abitanti dell'Europa e della Russia sono privati ​​dell'opportunità di vedere il cielo, che almeno ricorda in qualche modo il cielo notturno.

Oltre a mostrare il grado di inquinamento luminoso nel cielo vicino alle città e ad altre aree popolate, questa mappa riflette accuratamente la situazione economica e la distribuzione della popolazione nelle diverse parti del mondo. L'Europa centrale e settentrionale, la costa orientale degli Stati Uniti e il Giappone sono chiaramente visibili. L’Europa sudoccidentale, la Cina orientale, l’India settentrionale, le regioni della parte europea della Russia e l’Ucraina orientale “risplendono” un po’ più deboli. Il “punto” più luminoso dell’Africa si trova nella sua parte occidentale, in Nigeria, ma ciò non è spiegato dall’attività umana, ma dai bagliori di gas naturale in fiamme.

Potrebbe sorprendere anche uno strano, intenso bagliore vicino alle Isole Falkland, popolate più da pecore che da persone. Secondo i compilatori dell'atlante, il motivo risiede nella produzione attiva di gas e petrolio in quest'area (a quanto pare, il gas associato viene bruciato). Simili “illuminazioni” possono essere osservate anche nel Mare del Nord, nel Mar Cinese Meridionale e nel Golfo Persico.

Cielo cittadino senza inquinamento luminoso.

Ecco come apparirebbe il cielo cittadino se in esso fossero visibili le stelle.

Time lapse elaborato dall'astrofotografo Sergio Garcia Rill

L'astrofotografo Sergio Garcia Rill ha deciso di creare una versione simulata chiamata "Night City Sky".
"Fotografo il cielo stellato da diversi anni, il che mi ha costretto a viaggiare fuori città per vederlo e fotografarlo a causa dell'inquinamento luminoso", scrive Riehl sul suo sito web. "Ma volevo realizzare una combinazione di scatti in cui si potesse vedere il cielo all'interno della città e ho fatto del mio meglio per provare a simulare come sarebbe stato senza inquinamento luminoso."
I suoi video includono le città di Houston, Dallas, Austin e San Antonio.

Probabilmente sarebbe corretto notare che le osservazioni astronomiche visive sono una vera arte, allo studio della quale, come hobby preferito, molti dedicano l'intera vita. Allo stesso tempo, un principiante può spesso rimanere molto deluso da ciò che vede anche attraverso il telescopio più costoso e di altissima qualità, a causa delle cattive condizioni di osservazione e della poca esperienza. Sì, esattamente dove osservi e quali metodi di osservazione usi possono essere il fattore principale che influenza completamente i risultati e le tue impressioni sulle osservazioni.

In questo articolo cercheremo di parlare in dettaglio di tutti i fattori che influenzano negativamente la qualità dell'immagine costruita da un telescopio e di alcuni modi per combattere questi fattori.

Illuminazione del cielo. Fattore industriale

La prima cosa che di solito danneggia le osservazioni astronomiche e ciò che sia gli astrofili che i professionisti cercano così duramente di evitare è il chiarore del cielo. Naturalmente, ha colpito soprattutto gli amanti dell'astronomia che vivono lì principali città. L'illuminazione dannosa può essere suddivisa in tre categorie: illuminazione generale del cielo, causata dall'illuminazione artificiale dell'aria mediante lanterne o illuminazione naturale del cielo, e illuminazione locale.

L'illuminazione generale del cielo è costituita dalla luce proveniente dai lampioni, dagli edifici e da altri componenti delle infrastrutture urbane. La luce diffusa nell'aria aumenta artificialmente la luminosità dello sfondo del cielo. Un'altra fonte significativa di inquinamento luminoso nell'atmosfera può essere la Luna; soprattutto durante la luna piena, il nostro satellite naturale riflette abbastanza luce dal Sole da rendere inaccessibili all'osservazione un certo numero di nebulose e galassie interessanti.

Le immagini sottostanti mostrano mappe satellitari dell'illuminazione industriale nelle regioni di Kiev e Kharkov: le regioni più illuminate sono contrassegnate con colori vivaci e i luoghi con cielo scuro sono contrassegnati con colori scuri.

Illuminazione naturale del cielo

C'è anche l'illuminazione naturale del cielo: in piena estate, quando è così conveniente effettuare osservazioni astronomiche, le notti sono troppo brevi, il crepuscolo astronomico mattutino inizia solo prima della fine della sera. Un osservatore, anche nel luogo più oscuro, non riceve più di un'ora di buio, il che naturalmente non è sufficiente per effettuare osservazioni serie. Le notti più corte alle medie latitudini si verificano il 20 luglio. Inoltre, anche in periferia, negli angoli con un cielo abbastanza scuro, l'illuminazione può diffondersi da una città apparentemente già lontana quando appare una leggera nebbia o semplicemente aumenta l'umidità dell'aria.
Nelle regioni settentrionali ci sono periodi in cui il cielo non si oscura affatto, sono le cosiddette “notti bianche”, durante le quali non si verifica il crepuscolo astronomico, e il crepuscolo civile continua per tutta la notte. Le notti bianche possono essere osservate in aree superiori a circa la 60a latitudine. Sebbene le "notti bianche" siano fenomeni naturali davvero magici, gli amanti dell'astronomia che vivono alle latitudini settentrionali vanno in vacanza in questo periodo. Anche dopo mezzanotte il cielo ha un colore azzurro, come se il sole stesse per tramontare.

E il fenomeno più famoso dell'illuminazione naturale del cielo è la bellissima aurora boreale. Accadono nelle vicinanze Polo Nord a causa dell'ingresso nell'atmosfera terrestre e della successiva ionizzazione delle particelle cariche del vento solare. Il fenomeno è incredibilmente bello, ma anche in questo momento è impossibile effettuare osservazioni serie di oggetti del profondo cielo. Ma in queste notti, anche gli amanti più accaniti dell'osservazione visiva tirano fuori la macchina fotografica per fotografare questo meraviglioso fenomeno naturale.

Illuminazione locale

Puoi eliminare questo problema utilizzando un semplice cappuccio: un tubo corto, la cui lunghezza è pari a un diametro e mezzo dello specchio principale del telescopio. Il paraluce può essere semplicemente srotolato su un cartone verniciato di nero, un pezzo di plastica nera o qualsiasi materiale adatto. Pertanto, aumentando artificialmente la lunghezza della sezione anteriore del tubo, interrompiamo tutti i raggi diretti obliquamente. In questo modo puoi semplicemente aumentare significativamente il contrasto di un'immagine quando osservi in ​​condizioni di forte illuminazione locale. Un tale paraluce non sarà meno utile per i telescopi con lenti a specchio dei sistemi Maksutov-Cassegrain e Schmidt-Cassegrain, poiché anche i raggi sparsi sulle superfici del menisco anteriore o del correttore possono ridurre significativamente il contrasto. Inoltre, il paraluce fungerà da eccellente protezione contro la rugiada che cade sull'ottica.

Per gli amanti degli oggetti del profondo cielo è importante anche proteggere gli occhi dall'esposizione alla luce. Dopotutto, i dettagli più fini nella struttura delle nebulose possono essere visti solo dopo che l'occhio si è adattato bene all'oscurità. Molti osservatori usano mantelli di stoffa nera o speciali oculari per proteggere i loro occhi dalla luce estranea.

Turbolenza atmosferica

Quando si osserva la Luna, i pianeti e stelle doppie Spesso è necessario utilizzare un ingrandimento abbastanza elevato, che sarà sufficientemente efficace solo se la qualità dell'immagine è buona. Ma la qualità dell'immagine costruita potrebbe non dipendere sempre solo dall'ottica del telescopio. L'immagine potrebbe deteriorarsi notevolmente e i dettagli fini potrebbero essere invisibili a causa della cosiddetta turbolenza atmosferica. L'essenza di questo fenomeno è che masse di aria calda e fredda si mescolano, creando getti e flussi verticali di aria “tremante”, simili a ciò che accade sopra un incendio o una superficie calda dell'autostrada. Ciò distorce notevolmente l'immagine.

I getti che passano davanti alla lente creano delle guarnizioni d'aria rotonde e che cambiano dinamicamente, che agiscono come una lente di scarsa qualità, contribuendo ad una forte perdita di nitidezza del telescopio. Gli astronomi professionisti, per evitare questo fenomeno, posizionano i loro osservatori sui pendii montagne alte e, inoltre, utilizzano l'ottica adattiva. L'ottica adattiva è un sistema che effettua misurazioni qualitative e quantitative dei disturbi atmosferici e, sulla base dei dati ottenuti ed elaborati da un computer, distorce le superfici degli elementi ottici per adattarsi all'atmosfera e migliorare la qualità dell'immagine. Sorprendentemente, alcune aziende occidentali stanno già sviluppando tecnologie simili per gli appassionati di astrofotografia amatoriale. Oggi tali dispositivi sono imperfetti e molto costosi, ma forse dopo un po’ tutto cambierà.

Tuttavia, ora un’opzione più conveniente è cercare siti di osservazione con un cielo più stabile. Ma se ciò non è possibile, è necessario escludere almeno la turbolenza artificiale. Gli edifici che si riscaldano durante il giorno ed emettono calore durante la notte possono rovinare l'immagine molto più di qualsiasi corrente atmosferica. Dovresti sforzarti di allontanarti da tali fonti di calore.

Astroclima

Insolitamente, le osservazioni di un astronomo dilettante esperto spesso iniziano con un esame dettagliato delle previsioni del tempo e non solo della presenza o dell'assenza di nuvole nella notte dell'osservazione, ma analisi dettagliata mappe satellitari di nuvolosità e presenza di forti cicloni nelle vicinanze, umidità dell'aria, differenza di temperatura tra giorno e notte, forza e direzione del vento. Per ottenere con sicurezza i migliori risultati di cui è capace il tuo telescopio, devi prendere in considerazione tutti questi fattori.

È facile intuire che oltre al cielo scuro abbiamo bisogno anche di un cielo sereno. Naturalmente, l'ideale sarebbe una notte serena in alta montagna, dove l'aria è molto rarefatta e l'umidità è bassa, non c'è vento e nelle vicinanze salgono correnti d'aria calda... Ma, ahimè, poche persone hanno la possibilità osservare spesso in tali condizioni. Ma non disperate, potete invece studiare l'astroclima in modo sufficientemente dettagliato in una zona accessibile. Diciamo che per un anno teniamo un diario con resoconti sulle osservazioni e sulla qualità del cielo, sulla calma dell'atmosfera e sul numero di notti nuvolose. Infine l'osservatore riceverà informazioni sul numero e la percentuale di notti serene all'anno in una determinata regione, durante i quali l'atmosfera è più stabile, e allo stesso tempo potrà registrare le previsioni meteorologiche. Tali informazioni possono essere molto preziose per la pianificazione futura, in particolare per le osservazioni seriali e sistematiche. Inoltre, vale la pena cogliere momenti di improvvisi cambiamenti meteorologici. Forti raffiche di vento, sbalzi di temperatura, cambiamenti di pressione e umidità sono ciò che di solito porta poca gioia agli amanti dell'astronomia nelle previsioni del tempo.

Inoltre, l'immagine degli oggetti celesti può cambiare notevolmente durante la notte. Ad esempio, condizioni ottime per osservare i pianeti possono essere subito dopo il tramonto, quando l'aria non si è ancora raffreddata, oppure prima dell'alba, quando l'aria ha assunto una temperatura abbastanza stabile dopo la notte. Gli sbalzi improvvisi della temperatura dell'aria poche ore dopo il tramonto sono solitamente la causa di immagini di scarsa qualità. Spesso è possibile ottenere immagini abbastanza buone dopo la mezzanotte.

Per un osservatore del cielo profondo, le valutazioni sistematiche della trasparenza atmosferica sono importanti. Se per i pianeti la trasparenza non è così importante, ma la calma e la stabilità dell'immagine sono più importanti, una leggera foschia nel cielo porterà via una buona metà del catalogo degli oggetti del cielo profondo. Le stime di trasparenza possono essere effettuate osservando un'area del cielo, come un ammasso stellare noto, collegata ai dati in un atlante stellare, un catalogo o un programma planetario. Di conseguenza, è necessario tenere conto della magnitudine stellare massima accessibile al telescopio. Se la stella più debole che scopri ha una magnitudine vicina o addirittura uguale alla magnitudine massima calcolata dal telescopio, allora puoi essere sicuro di avere un cielo bellissimo, trasparente e immacolatamente scuro sopra la tua testa.

Scala Pickering

Il famoso osservatore della fine del XIX e dell'inizio del XX secolo, William Pickering, creò una scala di 10 punti per valutare la qualità dell'immagine di una stella data da un telescopio in diverse condizioni atmosferiche. La scala va da uno a dieci e dallo stato dell'atmosfera peggiore al migliore (vedi animazione). Guidato da questo, puoi determinare tu stesso la calma dell'atmosfera sopra la tua piattaforma di osservazione. Ma devi ricordare che per ottenere un'immagine calma, devi prima lasciare raffreddare l'ottica del telescopio e accettare la temperatura dell'aria. E se anche dopo l'immagine della stella non diventa nitida, non mettete il telescopio nell'armadio, perché durante la notte lo stato dell'atmosfera può ancora cambiare, e nel frattempo potete dedicarvi all'osservazione della stella. oggetti del cielo profondo.

Conclusione

Avendo compreso i requisiti di base, il cui adempimento è necessario per osservazioni riuscite, un principiante può confondersi e concludere che nelle sue condizioni, spesso il balcone di un appartamento in un edificio a più piani, è del tutto impossibile condurre una condotta sufficientemente alta osservazioni di qualità. Ma non è affatto così: le osservazioni astronomiche dipendono interamente da quanto zelo e sano entusiasmo mette l'osservatore nel raggiungere l'obiettivo. Tutti possono migliorare e proteggere il proprio sito di osservazione per ottenere risultati migliori; illustreremo alcune raccomandazioni a questo proposito nella seconda parte dell’articolo “L’arte dell’osservazione visiva”.

E ora, per concludere l'articolo, prendiamo l'esempio del famoso osservatore americano George Alcock (1912-2000). Fin da bambino, George, essendo seriamente appassionato di astronomia, studiava il cielo con l'aiuto di un semplice binocolo. È interessante notare che George Alcock scoprì una massa di comete, asteroidi e nuove stelle utilizzando un normale binocolo e un atlante stellare. Essendo un osservatore così esperto, anche nelle aree più popolate di stelle della Via Lattea, George notò nuove stelle. Per i suoi servizi, Alcock fu riconosciuto come un gigante dell'astronomia sia da dilettanti che da professionisti, e divenne membro della British Royal Astronomical Society e della New York Academy of Sciences. L'esempio di George Alcock dimostra chiaramente che condizioni di osservazione mediocri e attrezzature modeste non costituiscono affatto un ostacolo così serio al raggiungimento di risultati osservativi eccezionali.

La scienza

Se hai mai provato a vedere una pioggia di meteoriti nel cielo notturno ma non sei riuscito nemmeno a vedere le stelle a causa dell'abbondanza di luce della città, non sei il solo.

Gli esperti hanno scoperto che a causa dell'inquinamento luminoso nell'ambiente, una persona su tre sulla Terra non ha l'opportunità di vedere lo straordinario bagliore delle stelle che compongono via Lattea.

Negli Stati Uniti il ​​livello di inquinamento luminoso è così elevato da sfiorare il livello L'80% delle persone non è in grado di vedere le stelle luminose nel cielo notturno.

In Europa, più del 50% della popolazione incontra questo fenomeno. Inoltre, vale la pena notare che ogni anno il livello di inquinamento luminoso in Europa aumenta del 6% - 12%.

Gli scienziati hanno creato atlante globale l’inquinamento luminoso per evidenziare luoghi in cui le persone possono contare su cieli stellati limpidi e luoghi in cui vedere la Via Lattea è quasi impossibile, come l’Italia, la Corea del Sud e parti degli Stati Uniti.

Cos’è l’inquinamento luminoso?

Inquinamento luminoso (noto anche come smog luminoso)è l'illuminazione artificiale del cielo notturno con varie fonti di illuminazione create dalle persone: illuminazione stradale, luce di cartelloni pubblicitari o proiettori.

La luce diffusa nella bassa atmosfera impedisce agli scienziati di effettuare osservazioni astronomiche.

Di norma, le grandi città, così come i grandi complessi industriali, soffrono di inquinamento luminoso.

A causa della progettazione inefficiente dei sistemi di illuminazione in molte città, l’illuminazione cittadina viene riflessa verso l’alto, creando così un "cupole luminose".

Inoltre, artificiale lo schiarimento del cielo è accentuato dalla polvere e dagli aerosol.

Inquinamento luminoso

Alcuni scienziati temono che ci siano intere generazioni di persone oggi che semplicemente non hanno visto la Via Lattea: la nostra connessione con il cosmo che si sta perdendo.

Chris Elvidge, scienziato presso la National Oceanic and Atmospheric Administration di Boulder, in Colorado, fa parte di un team che ha utilizzato immagini satellitari ad alta risoluzione per misurare e creare un atlante globale dell'inquinamento luminoso.

Il team ritiene che questo sia l'atlante più dettagliato del suo genere fino ad oggi.

Utilizzando le apparecchiature del satellite meteorologico Suomi NPP ed esaminando 20.865 località in tutto il mondo, un team internazionale di scienziati ha scoperto che la maggior parte alto livello L’inquinamento luminoso si riscontra a Singapore, in Italia e in Corea del Sud, con i livelli più bassi in Canada e Australia.

Si è inoltre scoperto che le persone in India e Germania avevano maggiori probabilità di vedere la Via Lattea dalle loro case rispetto a quelle in Arabia Saudita e Corea del Sud.

Perché l'inquinamento luminoso è pericoloso

* Troppa illuminazione notturna comporta uno spreco di energia e un aumento significativo delle emissioni di gas serra.

Vale la pena notare che in media un lampione dell'illuminazione stradale consuma 400 watt, il che significa che in 8 ore di funzionamento consuma 3,2 kilowattora di elettricità. Una parte considerevole di questa energia viene sprecata.

* I residenti delle megalopoli possono vedere solo le stelle più luminose, la Luna e uno o più pianeti, tra cui Mercurio, Venere, Marte, Giove e Saturno. Ma non possono vedere ammassi stellari, nebulose e galassie.

*Un altro fattore importante: la luce intensa non consente all'occhio umano di adattarsi adeguatamente all'oscurità. Ciò porta al fatto che i moderni osservatori devono essere costruiti lontano dalle aree densamente popolate.

*L'alleggerimento artificiale influisce negativamente sulla crescita di molte piante. La luce intensa interferisce con l’orientamento di molti insetti abituati alla vita notturna. Gli scienziati hanno notato che ogni lampione può portare alla morte di 150 insetti al giorno.

* Anche gli scienziati lo hanno notato inquinamento luminoso influenza la cronobiologia del corpo umano. Finora la ricerca in questo settore non è sufficientemente dettagliata. Ma gli esperti hanno scoperto che tale inquinamento può portare a squilibri ormonali. Le persone sperimentano un sonno meno profondo, il che a sua volta porta alla stanchezza.

Mappe dei chiarori Ti permettono di immaginare approssimativamente cosa e dove può vedere un astronomo dilettante, tenendo conto dell'illuminazione delle aree popolate, e di scegliere il posto migliore per le osservazioni, se hai una macchina.
Le mappe di illuminazione mostrate qui sono state compilate dai membri del forum www.starlab.ru. Sono stati compilati sulla base delle mappe di illuminazione del periodo 1998-2001 circa. I dati sono obsoleti, ma non ne ho ancora trovati di più dettagliati, divisi in zone.

Sfortunatamente, i file sono stati originariamente pubblicati su una risorsa temporanea di terze parti, dalla quale stanno lentamente scomparendo: li ho pubblicati qui in modo che non scompaiano completamente. Accanto ci sono le dimensioni in megabyte. Se ti mancano delle mappe luminose che non ho avuto il tempo di salvare, inviacele!

La mappa luminosa degli Urali non si apre in tutti i browser. È meglio salvare immediatamente questo file su te stesso e aprirlo sul tuo computer.

Queste mappe di illuminazione sono utili perché non solo mostrano il livello di illuminazione, ma sono anche divise in aree in base alle quali è possibile determinare cosa ci si può aspettare in una determinata area.
Designazioni delle zone colorate sulle mappe di illuminazione fornite:
Nero (Grigio(0.01-0.11) - La luce della Via Lattea proietta ombre sulle cose luminose. Le nuvole sono più scure del cielo. Non ci sono cupole di illuminazione. La Via Lattea rivela quasi ogni dettaglio. Magnitudo disponibile fino a 7.1-7.5
Blu(0,11-0,33) - Via Lattea molto chiara con struttura. Cupole di illuminazione fino a 10-15 gradi di altezza. Magnitudo disponibile fino a 6.6-7.0
Verde(0,33-1,0) - La luce zodiacale può essere vista nelle notti buone. All'orizzonte è visibile anche la Via Lattea. Magnitudo disponibile fino a 6.2-6.5
Giallo(1.0-3.0) - La Via Lattea è ben visibile allo zenit, ma è difficile distinguerla verso l'orizzonte. Cupole di illuminazione fino a 45 gradi di altezza. Magnitudo disponibile fino a 5.9-6.2
Arancia(3.0-9.0) - La Via Lattea è difficile da distinguere al suo apice. Cupole di luce su tutto l'orizzonte. Le nuvole sono più luminose del cielo. Magnitudo disponibile fino a 5.6-5.9
Rosso(9.0-27.0) - La Via Lattea non è disponibile. Al di sopra dei 35 gradi di altitudine il cielo è grigio. Magnitudo disponibile fino a 5.0-5.5
Bianco (>27.0) [
Il rapporto tra luminosità del cielo naturale e illuminato è indicato tra parentesi.
Il parametro della magnitudo per secondo d'arco quadrato è indicato tra parentesi quadre.
Non dimenticare che ora l'illuminazione è più forte. Pertanto, le mappe di illuminazione sono un po' obsolete ed è necessario introdurre una correzione, peggiorando.

Mappe luminose più recenti, ma senza divisione dei colori in zone:
Mappa luminosa di Minsk: Scaricamento(280KB)
Mappa dell'illuminazione di San Pietroburgo: Scaricamento(250KB)

Le mappe luminose sono ovviamente utili, ma non puoi sfuggire all'inquinamento luminoso anche se queste mappe sono tre volte corrette... Prova a utilizzare filtri speciali che assorbono alcune parti dello spettro delle lampade al mercurio e al sodio esterne.

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