Od pamtiveka, ljudi širom sveta u čudu gledaju u noćno nebo. Zvezdano noćno nebo ne samo da je inspirisalo nebrojena muzička, umetnička i poetska dela, već je takođe igralo važnu ulogu u merenju vremena, navigaciji i poljoprivrednim praksama u mnogim tradicijama.
Za mnoge kulture, noćno nebo, sa svojim zvezdama, planetama i Mlečnim putem, smatra se jednako važnim delom prirodnog okruženja kao i šume, jezera i planine ispod njih. Bezbroj ljudi širom sveta gleda u noćno nebo: ne samo astronomi amateri i profesionalni astronomi, već i povremeni posmatrači koji uživaju da gledaju u zvezde kako bi razmišljali o našem mestu u kosmosu.
Međutim, noćno nebo se menja. Ne samo da se svetlosno zagađenje sa zemlje brzo povećava, već i sve veći broj satelita i svemirskih ostataka u orbiti oko Zemlje takođe utiče na noćno nebo.
Ranija istraživanja su pokazala da sateliti i svemirski otpad mogu povećati ukupnu osvetljenost noćnog neba. U novom radu u Nature Astronomi, moje kolege i ja smo primenili ovo znanje na predviđanje učinka velikog astronomskog istraživanja neba. Otkrili smo da ovaj fenomen može učiniti istraživanje 7,5% manje efikasnim i 21,8 miliona dolara skupljim.
Kao kulturni astronom, zanima me uloga noćnog neba u kulturnim tradicijama širom sveta. Posebno me zanima kako svetlosno zagađenje i povećanje broja satelita utiču na različite zajednice.
Broj satelita u orbiti brzo raste. Od 2019. godine, broj funkcionalnih satelita u orbiti se više nego udvostručio na oko 7.600. Povećanje je uglavnom zbog toga što su SpaceKs i druge kompanije lansirale velike grupe satelita kako bi obezbedile brzu internet komunikaciju širom sveta.
Do kraja ove decenije, procenjujemo, moglo bi da bude 100.000 satelita u orbiti oko Zemlje. Sudari koji stvaraju svemirski otpad su verovatniji kako se prostor puni novim satelitima. Drugi izvori krhotina uključuju namerno uništavanje satelita u testovima svemirskog ratovanja.
Sve veći broj satelita i svemirskog otpada odražavaju sve više sunčeve svetlosti ka noćnoj strani Zemlje. Ovo će skoro sigurno promeniti izgled noćnog neba i otežati astronomima da vrše istraživanja.
Jedan od načina na koji sateliti utiču na astronomiju je tako što se pojavljuju kao pokretne tačke svetlosti, koje se pojavljuju kao pruge na slikama astronoma. Drugi je povećanjem difuzne osvetljenosti noćnog neba. To znači da svi sateliti koji su suviše tamni ili mali da bi se videli pojedinačno, kao i svi mali komadići svemirskog otpada, i dalje reflektuju sunčevu svetlost, a njihov zajednički efekat je da noćno nebo izgleda manje tamno.
U našem istraživanju predstavljamo prve objavljene proračune agregatnih efekata satelita i svemirskog otpada u niskoj orbiti Zemlje na glavnim zemaljskim astronomskim istraživačkim objektima.
Razmotrili smo efekat na planirano veliko istraživanje noćnog neba koje će se obaviti u Opservatoriji Vera Rubin počevši od 2024. godine. Otkrili smo da će do 2030. godine reflektovana svetlost od objekata u niskoj orbiti Zemlje verovatno povećati difuznu osvetljenost pozadine za ovo istraživanje za najmanje 7,5% u poređenju sa nezagađenim nebom.
Ovo bi umanjilo efikasnost ovog istraživanja i za 7,5%. Tokom desetogodišnjeg trajanja istraživanja, procenjujemo da bi ovo dodalo oko 21,8 miliona USD ukupnim troškovima projekta.
Svetlije noćno nebo znači da su potrebne duže ekspozicije kroz teleskope da bi se videli udaljeni objekti u kosmosu. To će značiti da će za projekte sa fiksnim vremenom posmatranja biti postignuto manje nauke i da će biti povećana konkurencija za pristup teleskopu.
Pored toga, svetlije noćno nebo će takođe smanjiti granice detekcije istraživanja neba, a tamniji objekti možda neće biti otkriveni, što će rezultirati propuštenim mogućnostima istraživanja.
Neki astrofizički događaji su retki i ako istraživači nisu u mogućnosti da ih vide kada se dogode, možda neće biti prilike da se određeni događaj ponovo lako vidi tokom operativnog perioda istraživanja. Jedan primer slabih objekata su objekti blizu Zemlje — komete i asteroidi u orbitama blizu Zemlje. Svjetlije noćno nebo čini vjerovatnijim da takvi potencijalno opasni objekti ostanu neotkriveni.
Povećanje difuzne osvetljenosti noćnog neba takođe će promeniti način na koji vidimo noćno nebo golim okom. Pošto ljudsko oko ne može da razreši pojedinačne male objekte kao što to može teleskop, povećanje broja satelita i svemirskog otpada će stvoriti još veće povećanje prividne svetlosti noćnog neba. (Kada se koristi teleskop ili dvogled, moglo bi se uočiti više satelita sa zatamnjivanjem pojedinačno.)
Predviđeno povećanje osvetljenosti noćnog neba će otežati uočavanje slabijih zvezda i Mlečnog puta, koji su oboje važni u različitim kulturnim tradicijama. Za razliku od „prizemnog“ svetlosnog zagađenja (koje je najgore u blizini velikih gradova i gusto naseljenih područja), promene na nebu će biti vidljive praktično svuda na površini Zemlje.
Naši modeli nam daju konzervativnu donju granicu za verovatno povećanje osvetljenosti noćnog neba. Ako broj satelita i svemirskog otpada nastavi da raste očekivanom brzinom, uticaj će biti još izraženiji.
Kao što primećujemo u našem radu, „svedoci smo dramatične, fundamentalne i možda polutrajne transformacije noćnog neba bez istorijskog presedana i sa ograničenim nadzorom. Takva transformacija će imati duboke posledice za profesionalnu astronomiju kao i za svakoga ko želi da vidi nezagađeno noćno nebo.
