《夜空的自然亮度》


在图像的上部,Roque de los Muchachos天文台(Garafía,拉帕尔马,加那利群岛)于2020年2月拍摄。下面的部分显示了2016年4月智利拉西亚天文台(ESO,智利)南半球的天空。在这幅图中,银河系在地平线上下几乎是垂直运行的。在上半部分,金星沉浸在黄道光中,在星空中形成一个完整的圆。仙女座星云和麦哲伦星云也可以看到。这张照片由天体摄影师胡安卡洛斯卡萨多和彼得Horálek制作,是2020年2月27日的每日天文图片(APOD) (apod.nasa.gov/apod/ap200227.html)

最近的一项研究分析了在世界上44个最黑暗的地方收集到的数据,包括加那利岛天文台,开发了第一个完整的参考方法,使用低成本的光度计来测量夜空的自然亮度。

在调查的44个光度计中,Roque de los Muchachos天文台(Garafía,拉帕尔马,加那利群岛)在所有分析的天空中最黑暗。

夜空并非完全黑暗;即使在最遥远的地方,天空中也会有自然成分产生的光,包括地球和外星的,以及人类起源的人工照明。虽然主要的来源如月球,银河系,黄道光很容易辨认,有一个发光占据天空亮度在最黑暗的夜晚,产生的上层大气,,其强度取决于一系列复杂因素如时间、地理位置、还有太阳周期。

太阳周期的活动周期为11年。当太阳活动增加,太阳黑子出现在太阳表面,辐射辐射增加,影响地球大气中的分子,导致夜空亮度增加时,我们称之为太阳活动极大期。当这些活动大大减少时,我们称之为太阳极小期。

2018年,第24个太阳周期进入了这一阶段,从那以后,位于世界各地的一系列光度计TESS收集了1100万个测量数据,这些数据被用来定义一种研究自然黑暗的参考方法。本文结果中,不久将发表在《天文期刊,有杰出的“系统性的观察短期内变化(数十分钟或小时)在天空的亮度,独立网站的,晚上的时候,或太阳活动,已被证明,Miguel R. Alarcón是卡纳里亚斯研究所(IAC)的研究员,也是这篇文章的第一作者,他解释说,这是第一次用低成本的光度计与中间层的上层产生的事件相关联,也就是“气辉”。

“这项工作已经证明了低成本光度计的高灵敏度,如果他们连接在一个网络。最后分析苔丝的全套光度计显示了对日照,有一点微弱的光亮在夜空中,可见在黄道,同一个平面上我们看到黄道光和行星”解释了Miquel Serra-Ricart IAC的天文学家和这篇文章的作者之一。“光度计网络再次表明,金丝雀天文台属于第一类”他补充道。

从从纳米比亚、澳大利亚、墨西哥、阿根廷和美国等地采集数据的44个光度计中,可以确定Roque de los Muchachos天文台(ORM, Garafía,拉帕尔马,加那利群岛)是最黑暗的。”从文章中可以看出,ORM的暗度非常接近自然暗度,人工光只给天空背景增加了2%。从安装在西班牙半岛的光度计网络中,我们可以找出埃斯特雷马杜拉社区、蒙特塞克(莱伊达)地区、哈瓦尔布雷(特鲁埃尔)、内华达山脉和纳瓦拉的比利牛斯山脉的绝佳天空黑暗。

研究光污染

由大气成分(气体分子、气溶胶、云……)在夜间散射的人造光(ALAN)所产生的辉光被称为人造天光。据估计,超过10%的地球表面接收到ALAN,如果我们把大气的天空辉光包括在内,这个数字将增加到23%。全球约80%的人口居住在光污染严重的地方,其中约三分之一的人看不见银河系。世界上已经没有几个地方可以让我们欣赏,观察和测量自然的黑暗。

人类活动造成的光污染对自然、我们的健康和天文学造成的令人担忧的后果,激发了人们对这类大气污染的科学兴趣。在过去的几十年里,各种越来越精确的仪器被开发出来并投入市场来测量夜晚的黑暗。使这项研究成为可能的STARS4ALL项目的TESS光度计,是基于与天空质量计(SQM)光度计相同的传感器。

EELabs:人工照明的可持续使用

但现在有新的项目正在使用新技术,继续调查这种威胁。本文提出测量的光污染,有必要结合测量散射光的城市核由空间(主要来自卫星)和黑暗的地图在偏远的自然区域所安装的网络运行的光度计与高时间分辨率和分离的几个意思kilometres. This is one of the main aims of the EELabs project. EELabs (Energy Efficiency Laboratories) is coordinated by the Instituto de Astrofísica de Canarias, with participation by the Portuguese Society for the study of Birds (SPEA), the University of Las Palmas de Gran Canaria (ULPGC) and the Technological Institute for Renewable Energies (ITER).

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EELabs资助了自主运行的光度计的开发,这种光度计可以完全自主运行。EELabs项目希望利用这些仪器来研究光污染对Macaronesia(西大西洋的群岛)自然保护区以及对世界上最受威胁的鸟类——海鸟的影响。目前,该项目正在特内里费岛、拉帕尔马岛、大加那利岛、马德拉岛和科沃(亚速尔群岛)进行。计划增加研究区,包括兰萨罗特、戈梅拉、富尔特文图拉和耶罗岛(加那利斯)、伊尔哈斯沙漠(马德拉)和格拉西奥萨(亚梭尔)。

EELabs (weelabs.eu)是一个由INTERREG V-A MAC 2014-2020计划资助的项目,由欧盟FEDER(欧洲区域发展基金)共同资助,合同号为MAC2/4.6d/238。有5个中心在EELabs工作(IAC, ITER, TLPGC;SPEA-Azores SPEA-Madeira。EELabs的目标是创建实验室,以测量Macaronesia自然保护区(金丝雀、马德拉和亚速尔群岛)的人工夜间照明的能源效率。STARS4ALL是由欧盟H2020-ICT-2015-688135资助的项目

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