星明天文台

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把黑夜还给天文学

作者│杜恋

审核│丁乙

编辑│杜飞

 星明科普 ·

  自人类进入电气时代以来,越来越多以电为载体的照明工具(如白炽灯、LED灯)给人们的生活带来了极大便利。但与此同时,随着时代的发展,它们产生的光污染也越来越严重,这对于需要暗夜环境的天文学家来说,实在不是一件好事。

城市的灯光(图片来源于NASA)

  二十世纪三十年代,光污染问题最早由国际天文界提出,一些天文学家认为城市室外照明使天空发亮,进而对天文观测带来负面影响。美国业余天文学家约翰·波特尔凭借其几十年的观测经验,创立了波特尔暗空分类法,并发表在2001年2月的科普期刊《天空与望远镜》杂志上。该方法依据黑暗程度、天体的可观测性、光污染对天文观测的干扰程度等因素,将夜空分成9个等级,以对夜空的整体质量进行描述。根据波特尔暗空分类法,1级地区为极致纯碎的暗夜,在此地区仅凭借肉眼就可看到视星等7.6-8.0的天体,以及清晰的银河、明显的黄道光;而光污染严重的9级地区为城市中心的夜空,在此地区,银河、黄道光均不可见,裸眼只能看到亮于4等的天体。

波特尔暗空分类等级示意图

(图片来源于中国国家地理)

  光污染对于天文学的负面影响是灾难性的,因为天文学首先是一门基于观测的科学,而光污染使天空亮化,严重影响光学波段的天文观测。天光背景增亮不仅限制了极限星等,还会使观测图像的信噪比降低,这些都给天文观测工作设置了障碍。

  为了让人们重新拥抱星辰大海,暗夜保护在世界各地受到越来越多的关注。发达国家对此认识较早,暗夜保护起步也相对较早。1988年,国际暗夜协会(International Dark-Sky Association, IDA)在美国成立,总部位于美国亚利桑那州图森市。该协会旨在通过优质的户外照明,保护夜间环境及黑暗天空,同时开展天文学和光污染宣传教育。

美国旗杆市暗夜社区(图片来源于IDA)

  为呼吁治理光污染,国际暗夜协会和世界自然保护联盟(International Union for Conservation of Nature and Natural Resources, IUCN)等国际组织在世界范围内评选出了一批具有极佳暗夜条件的地区,收录在《世界暗夜保护地名录》中(完整名单见参考文献5)。2018年3月,经IUCN暗夜顾问委员会审核,西藏那曲、阿里两地正式被《世界暗夜保护地名录》收录,成为我国首批得到国际认可的暗夜保护地。截至目前,我国已有7个地区被纳入《世界暗夜保护地名录》,分别为西藏那曲暗夜星空保护区、西藏阿里暗空保护区、江苏野鹿荡暗夜星空保护区、山西洪谷暗夜星空保护区、江西葛源暗夜星空保护区、陕西照金暗夜星空保护区、台湾合欢山国际暗空公园。

美国犹他州天然桥国家暗夜公园(图片来源于IDA)

  针对人造光源,我们可以做的是减少、改造人造光,以降低人造光污染。近年来,IDA已经采取了很多措施来进行应对,例如:减少不必要的光照、加强对照明灯具灯罩的设计应用、对照明灯具控制使用时间、使用新型环保节能LED灯代替传统LED灯等,效果十分明显。

不同类型的灯光照明对星空的影响

(图片来源于gostargazing .co .uk)

  最近一二十年,我国在西部地区开展了一系列天文台站选址工作,一批优秀天文台址由此脱颖而出,它们是青海冷湖、西藏阿里、四川稻城、新疆慕士塔格,对于这些天文台址,我们也在探索对当地的夜空进行立法保护,以防未来遭受光污染的侵害。2022年9月28日,《冷湖天文观测环境保护条例》批准通过(条例全文见参考文献6),成为我国首部暗夜星空保护地方性法规,将于2023年1月1日(也就是明天啦)起正式实施。

“守护千千晚星”

(截图自2022年12月29日CCTV 13《法治在线》)

  天文学的未来离不开繁星璀璨、适宜观测的暗夜,而对于天文学家来说,每个夜晚的观测都可能成为一次天文发现的契机。愿星河入梦、契机永在。

参考文献:

(1)曹晨,为什么夜空中的星星会越来越少?——谈人造光对观赏星空与天文观测的影响,天文爱好者,2020年第9期

(2)Linda,北美4个暗夜保护地新加入,世界暗夜保护地名录增至156个,中国绿发会,http://www.cbcgdf.org/NewsShow/4854/5578.html

(3)尹传红,守护“暗夜星空”,重拾“天然浪漫”,科普时报,2022年11月

(4)国际暗夜协会官网,https://www.darksky.org/

(5)World List of Dark Sky Places,http://darkskyparks.org/dsag/2021-02-28_DSAG_word_list.htm

(6)海西蒙古族藏族自治州冷湖天文观测环境保护条例,http://www.hxrd.gov.cn/zyfb/flfg/202210/t20221031_207299.html

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