Los cielos se quedan sin estrellas

La gente de todo el mundo ve cada vez menos estrellas en el cielo nocturno debido cambio en la visibilidad de las estrellas que puede explicarse por un aumento del brillo del cielo del 7 al 10% anual. Y este ritmo del cambio es más rápido de lo que sugerirían a primera vista las mediciones por satélite de las emisiones de luz artificial en la Tierra, según un estudio publicado en la revista 'Science'.

La investigación, realizada por un grupo de científicos dirigido por Christopher Kyba, del Centro Alemán de Investigación en Geociencias GFZ y de la Ruhr-Universitõt Bochum, con colegas del GFZ y del NOIRLab de la National Science Foundation estadounidense, analizó más de 50.000 observaciones a simple vista realizadas por científicos ciudadanos de todo el mundo entre 2011 y 2022 como parte del proyecto de ciencia ciudadana Globe at Night.

Los resultados muestran que los datos de la ciencia ciudadana son un complemento importante de los métodos de medición anteriores.

En una gran parte de la superficie terrestre, el cielo sigue brillando con un crepúsculo artificial mucho después de la puesta de sol. Este 'Skyglow' o 'resplandor celeste' es una forma de contaminación lumínica que tiene graves efectos sobre el medio ambiente y, por tanto, debe ser objeto de investigación, como subraya Constance Walker, coautora del estudio y responsable del proyecto Globe at Night del NOIRLab de la NSF desde sus inicios.

Al fin y al cabo, muchos comportamientos y procesos fisiológicos de los seres vivos están determinados por ciclos diarios y estacionales y, por tanto, influidos por la luz.

"El 'Skyglow' afecta tanto a los animales diurnos como a los nocturnos y, además, destruye una parte importante de nuestro patrimonio cultural", afirma Walker. El aspecto del cielo nocturno está cambiando, con efectos negativos para la observación de las estrellas y la astronomía.

Hasta ahora no se había medido globalmente el cambio del brillo del cielo a lo largo del tiempo. Aunque en principio podría medirse mediante satélites, los únicos sensores actuales que vigilan toda la Tierra no tienen suficiente precisión ni sensibilidad.

Por tanto, un enfoque prometedor es utilizar el poder de observación de las personas utilizando el ojo humano como sensor, y al hacerlo en el marco de experimentos de Ciencia Ciudadana confiar en el poder de la multitud.

El proyecto "Globe at Night", iniciado por el NOIRLab de la National Science Foundation de Estados Unidos, lleva en marcha desde 2006. Personas de todo el mundo pueden participar en este proyecto.

Así, los participantes observan su cielo nocturno y, a través de un formulario en línea, indican cuál de los ocho mapas estelares se corresponde mejor con lo que ven. Cada gráfico muestra el cielo bajo diferentes niveles de contaminación lumínica.

"Las contribuciones de cada persona trabajan juntas como si fueran una red global de sensores, haciendo posible una nueva ciencia", afirma Christopher Kyba, del Centro Alemán de Investigación en Geociencias GFZ de Potsdam y la Universidad del Ruhr de Bochum. Junto con su colega del GFZ Yigit Íner Altintas y Constance E. Walker y Mark Newhouse, del NOIRLab, ha analizado los datos de 51.351 participantes de todo el mundo tomados en noches sin nubes ni luna entre 2011 y 2022. Se obtuvieron en 19.262 localidades de todo el mundo, incluidas 3.699 localidades en Europa y 9.488 localidades en Norteamérica.

Para calcular una tasa de cambio en el brillo del cielo a partir de estos datos y tener en cuenta que los observadores también se encontraban en distintas ubicaciones a lo largo de los años, hicieron uso de un modelo global de brillo del cielo basado en datos de satélite de 2014.

"El ritmo al que las estrellas se están volviendo invisibles para las personas en entornos urbanos es dramático", resume Christopher Kyba, autor principal del estudio. Los investigadores descubrieron que el cambio en el número de estrellas visibles puede explicarse por el aumento del brillo del cielo nocturno. En Europa, encontraron un aumento del 6,5% de la luminosidad al año que coincidía con los datos; en Norteamérica, es del 10,4%.

Para situar estas cifras en un contexto más comprensible, Kyba explica las consecuencias que tendría ver las estrellas en un lugar con un aumento del 9,6% anual, que era la media de todos los lugares del mundo. "Si el desarrollo continuara a ese ritmo, un niño nacido en un lugar donde se ven 250 estrellas sólo podrá ver 100 estrellas allí cuando cumpla 18 años", advierte.

Basándose en el crecimiento más lento de las emisiones ascendentes observado en los datos de satélite, los investigadores se sorprendieron por la rapidez de esta evolución de la luminosidad del cielo. De hecho, para las ubicaciones de los observadores, el brillo artificial medido por satélite había disminuido ligeramente (un 0,3 por ciento al año en Europa, un 0,8 por ciento en Norteamérica).

Christopher Kyba cree que la diferencia entre la observación humana y las mediciones por satélite se debe probablemente a los cambios en las prácticas de iluminación: "Los satélites son más sensibles a la luz que se dirige hacia arriba, hacia el cielo. Pero es la luz emitida horizontalmente la que representa la mayor parte del resplandor celeste --explica--.

Así que, si los anuncios y la iluminación de las fachadas se hacen más frecuentes, más grandes o más brillantes, podrían tener un gran impacto en el 'skyglow' sin marcar mucha diferencia en las imágenes de satélite".

"Uno de los factores que contribuyen es el cambio generalizado de lámparas de vapor de sodio naranja a LED blancas, que emiten mucha más luz azul"

Otro factor que citan los autores es el cambio generalizado de lámparas de vapor de sodio naranja a LED blancas, que emiten mucha más luz azul. "Nuestros ojos son más sensibles a la luz azul por la noche, y la luz azul tiene más probabilidades de dispersarse en la atmósfera, por lo que contribuye más al resplandor del cielo --subraya--, pero los únicos satélites que pueden obtener imágenes de toda la Tierra por la noche no son sensibles en el rango de longitudes de onda de la luz azul".

Sin embargo, el enfoque de Ciencia Ciudadana también tiene sus limitaciones. Por ejemplo, el número de participantes de distintas regiones del mundo determina la importancia de las tendencias espaciales y temporales. Hasta ahora, las personas de Norteamérica y Europa han sido las que más han participado en el experimento, y la mitad de las contribuciones asiáticas proceden de un solo país: Japón.

"La mayoría de los datos proceden de las regiones de la Tierra en las que el brillo celeste es más frecuente en la actualidad. Eso es útil, pero significa que no podemos decir mucho sobre el cambio del resplandor celeste en regiones con pocas observaciones", subraya Kyba. Especialmente en los países en vías de desarrollo, se sospecha que se están produciendo cambios rápidos en el 'skyglow' artificial, pero hasta ahora ha habido pocas observaciones.

Los investigadores extraen dos conclusiones principales de sus resultados: Por un lado, muestran que las políticas de iluminación actuales, como el uso de LED, aún no han supuesto ninguna mejora, al menos a nivel continental, a pesar de la creciente concienciación sobre la contaminación lumínica.

"Y por otro lado, hemos podido demostrar que los datos de Citizen Science representan un importante complemento a los métodos de medición anteriores", subraya Kyba.

Constance Walker añade que "si hubiera una participación más amplia, podríamos identificar tendencias para otros continentes, y posiblemente incluso para estados y ciudades individuales. El proyecto está en marcha, así que no dudes en echar un vistazo esta noche y hacernos saber lo que ves", invita.