Bevarelse af en mørk og uforstyrret himmel
Introduktion
Der er stor fornøjelse ved at se op mod stjernerne og finde stjernebilleder, stjerneskud og kometer, og det hjælper til at finde vores plads i kosmos. Astronomien er også menneskehedens ældste videnskab, og igennem tusindvis af år har mennesker brugt stjernerne til navigation og tidsregning. I løbet af de seneste årtier er nattehimlens kvalitet imidlertid forringet på grund af menneskers aktiviteter. Der er tale om forurening her på Jorden, og her iblandt lysforurening, og forurening oppe på himlen i form af fly og truslen fra et stigende antal satellitter i lav bane omkring Jorden.
Ifølge en rapport fra 2016, påvirker lysforureningen muligheden for at se nattehimlen for mere end 80% af Jordens befolkning. Synet af Mælkevejens bue, som strækker sig smukt hen over nattehimlen er hastigt ved at blive en ting, som hører fortiden til, og der er nu flere generationer, som er vokset op uden nogensinde at have set nattehimlen i dens fulde skønhed. Idag kan en tredjedel af menneskeheden ikke se Mælkevejen på grund af lysforureningen. Desuden er satellitter i udstrakt grad i de seneste år begyndt at forurene vores udsyn til nattehimlen også ved at afsætte spor på de astronomiske optagelser.
Så hvilken slags forurening påvirker himmeloplevelsen, og hvad gør ESO for at afvende det?
Trusler imod himlen
Lysforurening
Lysforurening defineres almindeligvis som "kunstigt lys, som ender der, hvor det hverken er ønsket eller nødvendigt". Det påvirker i stigende grad nattehimlen, som bliver lysere, så det bliver sværere at observere astronomiske objekter fra lokaliteter med høj lysforurening. Lysforureningen stammer fra øget industrialisering og ineffektivt eller overdreven brug af udendørslys, med udendørs lyskilder som for eksempel gadelamper, projektører og oplyste reklamer som de værste kilder til ødelæggelse af vores miljø.
De professionelle astronomer er en af de grupper for hvem virkningerne af lysforureningen skaber udfordringer. Uafskærmet lys får bogstaveligt himlen til at gløde, så det bliver svært for jordbaserede observatører at se svagtlysende himmelobjekter: jo klarere himlen er, des færre stjerner kan man se fra jordoverfladen. Det har stor betydning for registrering af nattehimlen, især når man anvender de teknikker, som kaldes fotometri (hvor man måler lysstyrken fra astronomiske objekter). Årsagen er, at det er vanskeligt at adskille lysforureningen fra baggrunden fra de lysende objekter i rummet, som astronomerne er interesserede i.
Lysforureningen påvirker også amatørastronomer, andre mennesker og dyr. Lyset kan trænge ind i soveværelser, forstyrre bilister og påvirke mennesker og dyrs naturlige døgnrytmer. Nobelprisen i fysiologi og medicin for 2017 blev uddelt til en forskergruppe, hvis opdagelser viste, at menneskets krop har brug for den naturlige rytme for dagslys og mørke for at kunne forblive sunde, og senere studier har koblet den forøgede lysforurening til den forøgede forekomst af visse cancertyper.
Dyrelivet både på land og i by lider også under de forstyrrelser, som lysforureningen giver. For eksempel orienterer visse trækfugle og billearter sig ved hjælp af Mælkevejen, og de bliver forstyrret af lysforureningen. Desuden bidrager lysforureningen til et stort overforbrug af energi, fordi der kræves belysning både i produktionen og i forbrugsdelen. For eksempel har en undersøgelse fra 2012 vist, at man i en lille by i Italien bruger 60% af energiforbruget alene på gadebelysning. Ved at nedskære mængden af overflødigt lys kan vi derfor også mindske vores CO2-aftryk.
For i så stor grad som muligt at undgå problemerne med lysforurening bygger astronomerne deres teleskoper langt væk fra byerne i afsides områder hvor himlen er mørk. Det gælder for eksempel ESOs Paranal Observatory i Chiles Atacamaørken. Selv i disse fjerne egne er den mørke himmel konstant truet af lysforureningen, fordi også byerne i nærheden af observatorierne hele tiden vokser.
Satellitter i lavt kredsløb
Der er en ny trussel imod vores kamp for at bevare nattehimlen: I øjeblikket bliver der sendt store mængder satellitter op i lave kredsløb om Jorden. Der er planer om op imod 100 000 satellitter i disse baner i det kommende årti, opsendt af blandt andre firmaerne SpaceX, Amazon og OneWeb. De vil være vigtige i det globale kommunikationsnet, men disse satellitter kan få betydning for astronomien på grund af deres store antal, deres lysstyrke på himlen og deres forskellige former for radioudstråling. Når sollyset rammer en satellit, kan den ses som en lysende prik på himlen, som et fly i det fjerne. Fordi der er så mange af dem, vil deres tilbagekastede sollys forstyrre målinger fra jordbaserede observatorier, især i tusmørkeperioderne.
Observationer fra teleskoper i lav bane om Jorden, som for eksempel NASA/ESA Hubble Space Telescope kan også forstyrres af satellitter, som bevæger sig ind i deres synsfelt. Selve teleskoperne kan også beskadiges (eller endda blive ødelagt) ved kollisioner med andre satellitter eller rumaffald, som man ser det i filmen Gravity fra 2013, hvor Hubbleteleskopet bliver ødelagt af rumaffald.
Vi ser et forøget antal satellitter fra alle observatorier. Det vil påvirke vidvinkeloptagelser foretaget i eller tæt ved tusmørkeperioderne imellem daggry og solopgang og fra solnedgang til natten falder på.
Satellitterne påvirker desuden radioastronomien. De vil jo udgøre hundredevis af radiosendere, som er over horisonten set fra observatoriet, og det vil påvirke de målnger, som de meget følsomme radioteleskoper foretager. Det drejer sig for eksempel om APEX og ALMA, som ESO er partner i. (Bemærk dog, at der er omhyggelige undersøgelser af virkningerne af satellitgrupperne på ALMA og APEX i gang, men de er endnu ikke afsluttet.)
ESO forsker aktivt i de potentielle virkninger af nye satellitkonstellationer. 2020 udkom et ESO-projekt, som afgrænsede mulighederne for nye satellitkonfigurationers virkning på jordbaserede rumobservationer i det optiske og infrarøde område. I artiklen fandt man, at teleskoper såsom ESOs Very Large Telescope (VLT) og det kommende Extremely Large Telescope (ELT), som begge befinder sig i Chiles Atacamaørken, vil være "moderat påvirkede" af disse satellitter. Et senere arbejde, som blev offentliggjort i 2022, uddybede og præciserede disse resultater.
Påvirkningerne bliver større ved længere eksponeringer, og omkring 3% af dem vil blive ødelagt i tusmørkeperioderne. Undersøgelserne viste også, at den største skadevirkning fra de nye satellitkonstellationer vil ske ved vidvinkel-oversigtsundersøgelser udført med teleskoper som for eksempel US National Science Foundation’s Vera C. Rubin Observatory (som ikke er et ESOteleskop), hvor op til 30-50% af tusmørkeobservationerne bliver "alvorligt påvirkede"
ESOs mission er at beskytte den mørke og uforstyrrede himmel
ESO har været aktivt indblandet i kampagnen for bevaring af en mørk og uforstyrret himmel, og vi deltager i mange projekter, som støtter mindskelsen af forurening fra strejflys, satellitkonstellationer og fly. For eksempel er der særlige regler, som begrænser overflyvningerne over ESOs Paranalobservatorium, så fly i nærheden aldrig kommer højere op end et begrænset antal grader over horisonten, set fra teleskoperne.
Via ESO-Government of Chile Joint Committee, støtter ESO flere regionale og nationale aktiviteter, som har til formål at forbedre opmærksomheden omkring lysforurening for almenheden. Endnu vigtigere er, at ESO og vore partner-observatorier sponserer og finansierer Office for the Protection of the Sky Quality in Northern Chile (OPCC), som har til formål at beskytte nattehimlen i regionerne Antofagasta, Atacama og Coquimbo imod lysforurening. OPCC samarbejder med astronomiforeninger og Chiles myndigheder om at finde praktiske løsninger på truslen om den stadigt lysere nattehimmel. Disse løsninger rækker fra rådgivning til lokale borgere om lysdesign og til indførelsen af nye lovmæssige standarger for belysning.
ESO har i mange sammenhænge advaret imod den fare, som satellitkonstellationerne udgør for jordbaserede astronomiske observatorier. ESOs forskere og juridiske eksperter udgør en del af the Dark and Quiet Skies Working Group, som er et internationalt samarbejde styret at International Astronomical Union (IAU). Herfra har man udsendt rapporter om den mørke og uforstyrrede himmel i to rapporter, som er offentliggjort i 2020 og 2021.
I samarbejde med IAU og andre partnere har ESO også været med i en henvendelse til FNs Committee on the Peaceful Uses of Outer Space (COPUOS) med det formål at forbedre beskyttelsen af vores mørke himmel fri også for radiostøj. I 2022 fremsendte samarbejdet en rapport til COPUOS, og den blev debatteret under den 59th session of the COPUOS Science and Technical Subcommittee. Det var første gang nogensinde, at problemerne omkring den mørke og uforstyrrede himmel har været på dagsordenen i De forenede Nationer.
"Det er (...) af interesse for hele det internationale videnskabelige fælleskab at beskytte astronomiske observationer globalt fra ødelæggende og alvorligt skadevoldende kunstige påvirkninger." UN COPUOS Paper on the Protection of dark and quiet skies, 2022
Det er meget vigtigt for ESO at være med i front angående de forskellige initiativer omkring astronomien. ESO er permanent observatør ved COPUOS, og er også involveret i adskillige andre organisationer, som støtter beskyttelsen af den mørke og uforstyrrede himmel. Vi har livsvarigt medlemskab af International Dark-Sky Association, og vi følger tæt, hvad der kommer af andre regionale initiativer, såsom the European Dark Skies Conference. ESO er tillige bidragende medlem af IAU Centre for the Protection of the Dark and Quiet Sky from Satellite Constellation Interference, som blev oprettet i april 2022 med det formål at koordinere internationale og tværfaglige aktiviteter som har til formål at afbøde de negative virkninger af satellitkonstellationer på optiske og radio-astronomiske observationer, såvel som vores alle sammens glæde ved at kunne nyde en mørk nattehimmel.
ESO bidrager også til initiativer, som har til formål at beskytte en mørk og uforstyrret himmel for alle. Vi deltager i projekter, som for eksempel den EU-finansierede STARS4ALL consortium, and Starlight Initiative, som støttes af UNESCO, af IAU, af United Nations World Tourism Organisation (UNWTO), og andre verdensomspændende organisationer.
"EN nattehimmel uden forurening, som gør det muligt at nyde nattehimlen i ro bør anses for at være en grundliggende socio-kulturel og miljømæssig ret," står der i IAU resolution on the night sky. "Nattehimlen har været og er fortsat en inspiration for menneskeheden, og det at undres under himlen er en vigtig del af udviklingen af selve den videnskabelige tænkning i alle civilisationer."