Světelné znečištění a Mléčná dráha: Ochrana noční oblohy

Dívat se na hvězdy a souhvězdí, pozorovat padající hvězdy a komety je příjemná volnočasová aktivita, která nás spojuje s naším kosmickým domovem. Astronomie je také považována za nejstarší vědu lidstva. Lidé po tisíce let využívají hvězdy na nebi k navigaci a měření času.

Pohled na majestátní pás Mléčné dráhy táhnoucí se noční oblohou se rychle stává minulostí a dnes již několik generací lidí vyrostlo v místech, kde nikdy nespatřili skutečnou krásu noční oblohy. Třetina obyvatel planety dnes v noci nevidí Mléčnou dráhu kvůli světelnému znečištění. Podle zprávy z roku 2016 omezuje světelné znečištění možnost spatřit noční oblohu u více než 80 % světové populace.

Co je světelné znečištění?

Světelné znečištění je obvykle definováno jako „umělé světlo svítící tam, kde není žádoucí ani potřeba“. Má za následek zvýšení jasu tmavé noční oblohy, což v oblastech s vysokým světelným znečištěním způsobuje potíže při astronomických pozorováních. Světelné znečištění je důsledkem rostoucí industrializace a neefektivního nebo nadměrného využívání světelných zdrojů nejen ve městech.

Dopady světelného znečištění

Jednou z dotčených skupin, pro které jsou následky světelného znečištění obtížnou výzvou, jsou profesionální astronomové. Rozptýlené světlo dokáže doslova rozzářit oblohu, což pozorovatelům stěžuje zaznamenávání slabých kosmických objektů;: čím jasnější je obloha, tím méně hvězd lze spatřit. To má výrazný vliv na zobrazování noční oblohy a použití fotometrických technik (které měří množství světla přicházejícího z astronomických objektů) z povrchu Země.

Světelné znečištění ale ovlivňuje také amatérské astronomy, náhodné pozorovatele, veřejnost i zvířata. Světlo může pronikat do ložnic, rozptylovat řidiče a narušit přirozené vnitřní hodiny lidí i zvířat. V roce 2017 byla Nobelova cena za fyziologii a medicínu udělena skupině vědců, jejichž objevy prokázaly, že lidské tělo vyžaduje přirozený rytmus střídání denního světla a tmy v noci, aby zůstalo zdravé.

Čtěte také: Řešení odpadu pomocí kyseliny mléčné

Divoká zvířata ve venkovských i městských oblastech trpí narušením životného prostředí světelným znečištěním. Hejna stěhovavých ptáků i některý hmyz se orientují pomocí Mléčné dráhy a světelné znečištění jim navigaci znesnadňuje. Světelné znečištění sebou nese také obrovské plýtvání energií, kterou je potřeba na výrobu umělého světla. Například studie z roku 2012 ukázala, že jedno malé město v Itálii využilo 60 % své spotřeby energie jen na pouliční osvětlení.

Řešení a ochrana tmavé oblohy

Aby se astronomové problému světelného znečištění vyhnuli, staví své dalekohledy daleko od měst v odlehlých oblastech s tmavou oblohou, jako je například Observatoř ESO Paranal v chilské poušti Atacama.

V boji za ochranu našeho pohledu na noční oblohu se ale objevila nová hrozba: velký počet družic vynášených na nízké oběžné dráhy kolem Země. Společnosti jako SpaceX, Amazon a OneWeb by mohly v nadcházející dekádě umístit na tyto oběžné dráhy až 100 000 satelitů. I když jsou tyto družice důležité pro globální komunikační sítě, mohou ovlivňovat astronomii svým vysokým počtem, jasností na obloze a vyzařováním v rádiovém oboru.

Když je satelit osvětlen Sluncem, vypadá jako jasný bod pohybující se po obloze, téměř jako vzdálené letadlo. Pozorování pomocí dalekohledů na nízké oběžné dráze Země, jako je Hubbleův kosmický teleskop NASA/ESA, mohou být některými družicemi také ovlivněna, protože prolétají také jeho zorným polem. Nad všemi observatořemi bude narůstat počet spatřitelných/zachytitelných družic.

Družice představují problém také pro radioastronomii. V každém okamžiku se nad obzorem při pohledu z každé observatoře budou nacházet stovky aktivních rádiových vysílačů, které ovlivní měření prováděná vysoce citlivými radioteleskopy, jako je APEX nebo ALMA, jejichž evropským partnerem je ESO.

Čtěte také: Oběžná dráha Země jako faktor změny klimatu (NASA)

ESO se aktivně podílí na studiích zaměřujících se na potenciální vliv nových družicových konstelací. V roce 2020 jedna ze studií ESO nastínila možné dopady na pozemská pozorování vesmíru v optické a blízké infračervené oblasti. Ukázalo se, že dalekohledy ESO, jako je VLT (Very Large Telescope) a připravovaný ELT (Extremely Large Telescope), oba pracující v chilské poušti Atacama, budou těmito satelity „středně ovlivněny“. Efekt je výraznější u dlouhých expozic pořizovaných za soumraku či úsvitu - až 3 % z nich může být poškozeno. Studie také zjistila, že největší dopad budou mít družicové konstelace na širokoúhlé přehlídkové systémy, jako je budovaná observatoř Very.

ESO se aktivně zapojilo do kampaně za zachování tmavé a klidné oblohy a účastní se mnoha projektů podporujících snížení znečištění způsobeného rozptýleným světlem, satelitními konstelacemi i letadly. Prostřednictvím Společné komise ESO a chilské vlády (ESO-Government of Chile Joint Committee) financuje ESO řadu regionálních a národních iniciativ zaměřených na zvyšování povědomí o světelném znečištění u široké veřejnosti.

Rovněž důležité je, že ESO a partnerské observatoře sponzorují a financují Kancelář pro ochranu kvality oblohy v Severním Chile (Office for the Protection of the Sky Quality in Northern Chile, OPCC), jejímž posláním je chránit noční oblohu v oblastech Antofagasta, Atacama a Coquimbo před světelným znečištěním.

ESO důrazně varovalo před nebezpečím, které představují satelitní konstelace pro pozemní astronomické observatoře. Ve spolupráci s IAU a dalšími partnerskými organizacemi ESO rovněž podala petici k Výboru OSN pro mírové využití vesmíru (COPUOS, Committee on the Peaceful Uses of Outer Space) s požadavkem lepší ochrany tmavé a rádiově klidné/tiché oblohy. V roce 2022 skupina předložila výboru COPUOS dokument, který byl projednán na 59. zasedání Vědeckotechnického podvýboru (59th session of the COPUOS Science and Technical Subcommittee) COPUOS.

Pro ESO je velmi důležité mít stálý přehled o různých politických iniciativách týkajících se astronomie, proto je stálým pozorovatelem v komisi COPUOS. ESO je také zapojeno do činnosti mnoha dalších organizací, které podporují ochranu temné a klidné oblohy, je stálým členem Mezinárodní asociace pro tmavou oblohu (International Dark-Sky Association) a pozorně sleduje další regionální iniciativy, jako je například Evropská konference pro tmavé nebe (European Dark Skies Conference).

Čtěte také: Cena elektřiny z obnovitelných zdrojů

ESO se také podílí na iniciativách, jejichž cílem je ochrana tmavé a klidné oblohy pro každého. „Neznečištěná noční obloha, která umožňuje rozjímat pod nebeskou klenbou, by měla být považována za základní sociokulturní a environmentální právo,“ uvádí rezoluce IAU o noční obloze.

Světelné znečištění v Evropě a České republice

V Evropě je podle vědců jen několik málo oblastí, kde lze noční oblohu sledovat bez světelného znečištění. Mezi nejhůře postižené země G20 patří Itálie a Jižní Korea, naopak mezi nejtemnější Kanada a Austrálie. Ve Spojených státech amerických je Mléčná dráha v nedohlednu pro osmdesát procent populace.

„Máme tu celé generace lidí, kteří na vlastní oči Mléčnou dráhu neviděli,“ říká jeden z vědců Chris Elvidge z Národního úřadu pro oceán a atmosféru. Podle vědců je důležité na světelné znečištění coby problém poukazovat. Kromě toho, že negativně ovlivňuje přirozené přírodní děje, je totiž problémem čistě technickým.

Často lze zaslechnout, že hvězdy nejsou ve městě vidět, protože je zde obloha „přesvícená“. Umělé světlo ovlivňuje náš pohled na noční oblohu dvěma způsoby. Jednak znemožňuje našim očím adaptovat (přizpůsobit) se na tmu a dále způsobuje na obloze tzv. světelný závoj. Lidé ve městech úchvatný pohled do hlubin vesmíru neznají. Na přesvětlené obloze mohou spatřit jen pár desítek nejjasnějších hvězd. Přesto se zde najde překvapivé množství amatérských hvězdářů, kteří se snaží svými dalekohledy proniknout skrz světelný závoj.

Světelný závoj naproti tomu skutečně mění samotnou podobu hvězdné oblohy a to nejen nad místem kde se svítí, ale nad poměrně velký územím kolem. Světlo z pozemských zdrojů směřující vzhůru je rozptylováno v ovzduší a způsobuje zvýšení jasu oblohy. Jedná se o stejný mechanismus jako ve dne, kdy je vlivem rozptylu slunečního světla obloha světle modrá.

Právě problém světelného závoje pro astronomii a pozorování noční oblohy vůbec životně důležitý. Na světlém pozadí se slabé nebeské objekty ztrácejí, obzvláště jsou postižené objekty vzdáleného vesmíru, ale ušetřeny nejsou ani slabší hvězdy. Zatímco za dobrých podmínek lze na tmavé přírodní obloze spatřit 3000-5000 hvězd, na většině území ČR (mimo města) je to kvůli světelnému závoji jen kolem 1000-1500 a ve velkých městech pouze několik desítek až stovek. Mléčná dráha není na mnoha místech vůbec vidět a jedinečné přírodní fenomény jako zvířetníkové světlo nebo protisvit jsou pak u nás ke spatření jen velmi vzácně.

K největšímu nárůstu jasu oblohy dochází nad městy a průmyslovými, obchodními a logistickými areály, zvýšený jas je však možné zaznamenat i mnoho desítek kilometrů od samotného zdroje světla. Ve střední Evropě se již jen obtížně hledají místa, kde by hvězdná obloha nebyla významně ovlivněná světlem měst a vesnic.

Světelný závoj oblohy je způsobený rozptylem umělého světla směřujícího vzhůru (do horního poloprostoru). Mezi hlavní příčiny patří:

• světlo odražené nahoru od osvětlovaných povrchů
• světlo přímo vyzařované vzhůru

Ačkoliv se na vzniku světelného závoje podílí veškeré světlo vyzářené vzhůru, nejproblematičtější je to, které směřuje pod malým úhlem poblíž vodorovného směru. Takové světlo se totiž šíří v atmosféře na velké vzdálenosti a způsobuje světelný závoj i desítky kilometrů od svého zdroje.

Velmi důležitým faktorem ovlivňujícím množství rozptýleného světla a tím i intenzitu světelného závoje je vlnová délka, potažmo barva světla používaného k venkovnímu osvětlení. Červené světlo je rozptylováno nejméně, modré nejvíce. Naopak, světlo v poslední době populárních halogenidových výbojek a nastupujících LED zdrojů bílé barvy je v atmosféře rozptylováno mnohem více a vytváří tudíž intenzivnější světelný závoj oblohy. Modrá složka světla se v ovzduší rozptyluje nejvíce a navíc je na takové světlo naše oko v noci nejcitlivější.

Města se stále rozšiřují, vyrůstají další obchodní centra, logistické areály, průmyslové zóny a ruku v ruce s nimi narůstá i objem nevhodně řešeného umělého osvětlení. Zdaleka ne všude se dbá na to, aby se svítilo jen tam, kam je potřeba, a ne zbytečně nahoru.

Oblasti tmavé oblohy

S cílem propagovat a zachovat hvězdnou oblohu jsou proto v posledních letech zakládány tzv. oblasti a parky tmavé oblohy, které jsou často součástí jiného chráněného území, např. národních parků. Nejrozšířenější program zaštiťující tyto lokality je pod správou International Dark-Sky Association a bylo v něm založeno více než 42 parků a rezervací tmavé oblohy - z toho 15 v Evropě (Velká Británie 7, Německo 3, Maďarsko 2, Francie 1, Irsko 1, Nizozemí 1 - stav k 07/2015). V ČR existují tři Oblasti tmavé oblohy (Jizerská, Beskydská a Manětínská) vyhlášené mimo rámec těchto programů.

Na interaktivní mapě světového světelného znečištění www.lightpollutionmap.info se můžete sami přesvědčit, jak moc je vaše oblast postižena. Přehled vychází z dat pozemních měření SQM (Sky Quaily Meter) a vesmírných měření VIIRS (Visible Infrared Imaging Radiometer Suite) a nabízí přehled nejjasnějších i nejtmavších míst planety.

Světelné znečištění v České republice obecně stále roste, i když v roce 2020 vykázalo určitý pokles. V současné době se ještě v Česku ale dá najít spoustu tmavých míst, které na Bortleho stupnici mají třídu 4.

Pozorování Mléčné dráhy

Na začátku a uprostřed léta je ve skutečnosti docela obtížné vidět Mléčnou dráhu i z míst s tmavou oblohou. Nebe je celou krátkou noc tak jasné, že její slabé hvězdné mraky a tmavší prachové pruhy jsou smazány. Tato svízel pomalu začne každoročně mizet začátkem srpna a Mléčná dráha se stává kouzelným zjevením odkudkoli mimo dosah pouličních lamp a světelného znečištění.

Procházku Mléčnou dráhou začneme nízko nad jihozápadním obzorem, kde se všemi barvami duhy mihotá obří hvězda Antares v souhvězdí Štíra. Pokud svoji pozornost přesuneme vlevo, trochu nahoru do pásu Mléčné dráhy, narazíme na řadu fascinujících objektů vzdáleného vesmíru, nacházejících se v blízkosti středu naší Galaxie, který je 28 000 světelných let daleko. Dominují jim ale dvě krásné mlhoviny. Jednou z nich je M 8, mlhovina Laguna. Tato hvězdná školka vzdálená 4 000 světelných let je mnohými pozorovateli považována za jednu z nejkrásnějších mlhovin na obloze.

Jen kousek nad ní je další skvost, M 20, Trifid. Jedná se o jeden z nejznámějších Messierových objektů na obloze. Jsou to vlastně tři mlhoviny v jedné: červeně zbarvená oblast, kde stále vznikají mladé hvězdy, modrá reflexní mlhovina a temná mlhovina. Leží asi 5 000 světelných let od nás. M 20 je pouhým okem viditelná jen jako malá mlhavá skvrna. Mnohem působivěji vypadá při pohledu dalekohledem, ale nejhezčí je na fotografiích s dlouhou expozicí.

Cestou vzhůru, směrem do nenápadného souhvězdí Štítu, mineme další mlhoviny Omega (M 17) či Orlí (M 16) a zastavíme se až u nádherné otevřené hvězdokupy Divoká kachna (M 11), která podle prvních pozorovatelů dalekohledem připomíná hejno kachen v letu.

To už se blížíme do další úžasné části letní oblohy - Letního trojúhelníku. Jeho nejjižnější hvězdou je bíle zářící Altair v souhvězdí Orla. Přibližně o deset stupňů výš nesmíme cestou opomenout jednu z nejkrásnějších barevných planetárních mlhovin severní polokoule, Činku (M 27). A to už se díváme téměř do zenitu, kde nepřehlédnutelně září zbylé dvě stálice Letního trojúhelníku, hvězdy Deneb (Labuť) a nejjasnější Vega.

Právě ta nás dovede k následující zastávce. Tou je další planetární mlhovina. Astronomové ji znají jako Prstencovou (M 57). V dalekohledu při malém zvětšení vypadá jako disk malé planety. Nyní jsme se dostali do bodu, kdy je nutné se otočit o 180°, tedy k severovýchodu, kde nás čeká druhá polovina naší procházky Mléčnou dráhou.

tags: #mlecna #draha #svetelne #znecisteni

Oblíbené příspěvky:

• Vlastnosti kovů
• Jablonec nad Nisou odpad
• Co jsou harmonické složky?
• Informace o středním odpadu
• Ekologické aspekty aviváže Lenor Verbena