Education on Light Pollution (proxecto internacional sobre contaminación luminosa)

Liderados polo investigador portugués Raul Lima, do Politécnico de Porto, participamos xunto co investigador da Universidade de Santiago de Compostela e a Asociación Astronómica Coruñesa Ío nun proxecto internacional con financiamento do proxecto europeo Stars4all. O proxecto ten como obxectivo principal a instalación de fotómetros SQM en centros de ensinanza secundario en Portugal e Galicia.

A medida que desenvolvamos o proxecto informaremos polos medios habituais. Máis información en https://www.ess.ipp.pt/noticias/projeto-education-on-light-pollution 

Profundizando nas magnitudes

Varias veces falamos das magnitudes (Magnitude, Brillo do ceo nocturno), pero chegou o momento de afondar no seu significado e na súa interpretación. Este pequeno artigo é unha explicación que pretende ser curta e sinxela, se afondar en conceptos que poden ser complexos e evitando complicacións. Pero aínda así se tratan algúns temas que poden ser complicados porque non todos partimos da mesma base. Para calquerá dúbida, idea para mellorar a explicación ou outra necesidade podedes contactar con nós polos medios habituais.

Contexto histórico: Hiparco.

hipparchos_1A experiencia demostra que a simple vista o brillo aparente das estrelas non é o mesmo para todos. A primeira persoa en escalar numericamente esta diferenza foi o astrónomo grego Hiparco de Nicea no seculo II a.C., establecendo unha clasificación discreta do un 1 ao 6 en orde inverso ao brillo que el apreciaba co seu ollo. Polo tanto, ordenounas atendendo a súa magnitude visual aparente. Hiparco considerou que as estrelas dunha determinada magnitude brillaban aproximadamente a metade que as estrelas de magnitude inmediatamente inferior, catalogando como estrelas de magnitude 2 a aquelas que billaban unhas dúas veces e media menos que as que considerou de magnitude 1. É dicir, o grupo de astros de magnitude 1 eran os que el vía como máis brillantes e o grupo de magnitude 6 formábano os astros de menos brillo.

Evolución do concepto: Herschel e Fechner.

En 1830, John Herschel descubre que unha estrela de magnitude 1 é 100 veces máis brillante que outra de magnitude 6, o que se coñece como Criterio de Herschel, que pode
establecerse matematicamente como:

m = 1 -> I = 100
m’ = 6 -> I’ = 1

sendo I e I’ intensidades luminosas recibidas dun corpo celeste e m e m’ as súas magnitudes. A instensidade luminosa segue unha escala linear e un corpo cunha intensidade 100 brilla cen veces máis ca unha de intensidade 1.

En 1850 enúnciase a Lei de Fechner, unha lei psicofísica que ten como enunciado: cando os estímulos luminosos crecen en progresión xeométrica, a sensación óptica correspondente faino en progresión aritmética.

Sendo I e m a notación usada anteriormente e S a sensación luminosa, que segundo a clasificación de Hiparco aumenta cando a magnitude diminúe, a lei pode ser descrita coa seguinte táboa:

taboa
Lei de Fechner

Fórmula de Pogson.

Facendo unha serie de razoamentos matemáticos chégase ao seguinte enunciado e á fórmula de Pogson, moi importante para interpretar as medidas en magnitudes:

pogson
Fórmula de Pogson

Interpretación dun logaritmo.

Na fórmula de Pogson aparece un logaritmo, log. Olvidemos todas as demais letras e números que aparece na fórmula e pensemos simplemente que a magnitude que se mide ten un valor relacionado co logaritmo da intensidade luminosa do que se mide.  É un logaritmo en base 10, e o seu comportamente resúmese nas seguintes imaxes:

Interpretación das magnitudes.

Despois de todo o visto pódese dicir que as magnitudes teñen unha escala logarítmica e que, polo tanto, se unha medida ten o dobre de magnitudes que outra, a primeira NON brilla a metade que a segunda (recordade que a máis magnitude menos brillo), senón que brillará menos segundo a relación logarítmica correspondente.

Volvendo á Fórmula de Pogson e, novamente, tras unha serie de razoamentos, finalmente pódese escribir que a magnitude dun corpo celeste é, sendo I a intensidade luminosa:

m = C – 2,5log(I)       (**)

A letra representa unha constante que dependerá do instrumento co que se está a observar o obxecto de intensidade I.

Omitindo o valor de C, no que non é necesario pararse para que quede clara a interpretación das magnitudes, hai que ter en conta que o signo negativo que acompaña ao 2,5 provoca un cambio na gráfica do logaritmo, que queda como se mostra a continuación:

grafica_2_5log

Outra cousa a ter en conta é que a diferenza entre brillos de valor baixo implica máis diferenza de magnitudes que a diferenza entre brillos de valor alto. Por exemplo:

  • Se temos un ceo de magnitude 16 e outro de magnitude 17, resulta que a súa diferenza en intensidade será de máis dunha unidade. Segundo a fórmula (**) e supoñendo C=20:m = 16 => I = 4,95
    m = 17 => I = 3,3
  • Mentres que se temos un ceo de magnitude 20 e outro de 21, con C=20 tamén, a diferenza en intensidade, que recordemos que si é linear, non chega a 0,5 unidades:m = 20 => I = 1
    m = 21 => I = 0,67

Resumindo

  • A máis magnitudes o ceo é máis escuro.
  • Se un ceo teña o dobre de magnitudes que outro non quere dicir que brille a metade (xa que as magnitudes teñen escala logarítmica).
  • A medida que o ceo é máis escuro, a diferenza en magnitudes implica menos diferenza no brillo que vemos co ollo. Cando o ceo brilla moito e mídense poucas magnitudes (de 15 a 18 son poucas) entón pequenas diferenzas de magnitudes implican moita variación de brillo do ceo.

 

Medidas de brillo do ceo en Castrelo de Miño (08/10/2016)

(Se é a primeria vez que les sobre isto é recomendable que visites a páxina Brillo do ceo nocturno)

Grazas a uns cantos colegas, en especial a Richy, colaborador do Observatorio Astronómico de Forcarei, e Ramón, membro da Asociación Astronómica Vega, traballador do Centro de Estudios del Cosmos de Aragón e investigador da Universidad de La Laguna, a quen ademais lle debemos todas as medidas que imos publicar os vindeiros días, medimos no Clube Náutico de Castrelo de Miño, Ourense.

As medidas foron feitas durante as noites do 7 e 8 de outubro, días nos que tivo lugar a quedada anual de Astrogalicia. Os resultados son bos, aínda que o día 8 apréciase un incremento de brillo que seguramente se deba á presencia de nubes e que mostran que hai zonas mal iluminadas que con noites cubertas intensifican moito o brillo do ceo, que é escuro cando está despexado.

 

 

 

Medidas do brillo do ceo en Vigo (22/09/2016)

(Se é a primeria vez que les sobre isto é recomendable que visites a páxina Brillo do ceo nocturno)

Dende o 22 de setembro ao 4 de outubro instalamos un fotómetro SQM na contorna da Plaza Elíptica de Vigo, no tellado dun edificio. Esta é unha zona céntrica da cidade, pero xa na parte alta. Está ao carón do monte do Castro e preto da Praza de España (a dos cabalos). Houbo noites nubradas, despexadas e con choiva, polo que os resultados son moi variados e requiren unha boa interpretación. O valor máximo acadado foi de 19 magnitudes, pero foron medidas puntuais. A maioría das medidas son cercanas a 18,5 magnitudes.

Nas gráficas adxuntas vese claramente como as nubes e a choiva inflúen no brillo do ceo. A pesar da altura á que se tomaron estas medidas é evidente a contaminación luminosa. As medidas están na media das cidades e pódense atopar núcleos urbanos mellores e peores. En breves trataremos de facer algunha comparación.

Medidas do brillo do ceo en Bueu (04/09/2016)

(Se é a primeria vez que escoitas falar do SQM visita esta páxina Brillo do ceo nocturno)

A semana do 4 de setembro instalamos un SQM no camiño da Carrasqueira, en Bueu. É un lugar que está uns metros máis alto que o centro urbano da vila. Instalouse nun recinto pechado lonxe de luces de camiños e rúas e bastante protexido dos lugares da contorna que máis luz emiten. O tempo durante esta semana non foi moi estable, intercaláronse noites nubradas con despexadas. A Lúa estivo presente nalgunhas noites pero a baixa altura e cun brillo inferior ao 45%.

Nesta publicación compartimos dúas gráficas moi diferentes, pero que mostran como actúan as nubes nun lugar que é escuro cando estas non están presentes. A pesar de que o SQM non ten luces preto, o reflexo das luces artificiais sobre as nubes non se produce só na zona onde están instaladas, senón que se expande ata chegar a sitios que en principio non teñen unha considerable contaminación luminosa.

En xeral os resultados son bos cando non hai nubes e o que sucede cando o ceo está cuberto vén a dicir que na contorna do lugar si hai unha cantidade considerable de contaminación luminosa.

Contaminación luminosa e evolución

Grazas á Rede Española de Estudos sobre Contaminación Luminosa (REECL) coñecimos a recente publicación do artigo ‘Reduced flight-to-light behaviour of moth populations exposed to long-term urban light pollution‘ (As bolboretas nocturnas mudan o seu comportamento de voo cara a luz tras estar expostas á luz urbana por longo tempo).

bolboreta_nocturna_baixo_mino
Bolboreta nocturna do Baixo Miño. Fonte: Anabam

O investigador da REECL Joaquín Baixeras, biólogo do Instituto Cavanilles de biodiversidad y biología evolutiva da Universitat de València, tivo a ben de nos facer o seguinte comentario moi clarificador sobre o estudo citado:

Os resumo la idea a los no biólogos: las mariposas nocturnas vuelan y son atraídas por la luz, esto lo sabemos, pero nunca todos los individuos vuelan igual, como no todos comen igual o reaccionan igual. Como en cualquier población, puede haber individuos de una misma especie que sean más voladores que otros, lo que se relaciona con su capacidad mayor o menor para colonizar nuevos espacios y en definitiva una -siempre variable- capacidad de dispersión.

Los individuos más “sedentarios” seguramente contribuyen a mantener poblaciones locales, los más “intrépidos” permiten colonizar nuevos espacios, entre ambos extremos podemos imaginar toda gama de “grises”. Son estrategias complementarias, que se necesitan las unas a las otras; no es que sean ni buenas ni malas. La sospecha era si la luz urbana podía estar ejerciendo una selección –negativa en este caso- sobre los individuos más voladores, dado que se está atrayendo fundamentalmente a los individuos más activos –digamos más “intrépidos”- que ven castigada fatalmente su iniciativa en favor de individuos de hábitos más sedentarios. Este articulo presenta evidencia en favor de que efectivamente, incluso algunas especies de carácter bastante invasivo, como en las que se basa el estudio, pueden estar sufriendo fuertes desviaciones en su comportamiento. Si se favorece a los individuos más sedentarios al distraer a los más voladores se disminuye la circulación de genes entre poblaciones (flujo genético lo llamamos) porque favorecemos la genética de los individuos menos activos en el vuelo. A la larga, esto puede afectar –ya- a otros elementos del ecosistema. Por ejemplo, dado que los individuos más voladores también son los que más visitan flores y por lo tanto contribuyen a la polinización, las plantas dependientes de esta polinización también se verán afectadas.

Queda claro,unha vez máis, que a contaminación luminosa ten efectos perxudiciais nos ecosistemas.

 

Axuda a Cities at Night a seguir medrando. ¡IMPORTANTE! Pásao.

Xa falamos nalgunha ocasión de Alejandro Sánchez (pmisson) e do seu proxecto de ciencia cidadá Cities at Night, no que podedes participar. Hoxe cómpre botarlle unha man tamén economicamente para que poida continuar a súa investigación.

CatN_europa
Mosaico de Europa feito con imaxes de Cities at Night

Alejandro é xa un investigador recoñecido mundialmente e merece poder continuar co seu traballo. Xa comentamos o premio que lle deu a IDA e hai pouco a Unión Astronómica Internacional tamén se fixo eco do seu traballo, polo que non hai dúbida da súa valía.

Para que o estudo das casuas e consecuencias da contaminación lumínica non se deteña é preciso axudar economicamente, polo que existe unha campaña na Internet para este fin:

https://www.kickstarter.com/projects/1550160587/cities-at-night

Pódese axudar cunha cantidade tan pequena como de 2€, pero graíño a graíño o obxectivo estará máis preto.

A plataforma de recaudación cobra 10€ a maiores da doazón para gastos de envío dos regalos que se ofrecen pola axuda, polo que sería interesante que para achegas pequenas se xuntara un grupo de persoas para facer unha doazón común.

Se alguén está interesado en axudar e quere particiar con nós que nos avise e sumaremos a cantidade que nos diga á aportación nosa.

Calidade do Ceo Nocturno: divulgación de causas e consecuencias da contaminación lumínica en Galicia.

A continuación mostramos o resumo que enviamos ao comité científico do congreso ‘Contaminación lumínica: unha nova fronteira’ e que foi aceptado para participar cunha comunicación oral. Temos participado de maneira individual en diferentes congresos, tanto como público como con comunicacións en formato póster ou oral, pero sempre polo noso traballo de investigación. Por primeira vez imos participar polo noso traballo como divulgadores. Temos moitas ganas de que chegue o día da estrea.

English (orixinal)

Calidade do Ceo Nocturno é un grupo multidisciplinar galego de loita contra a contaminación lumínica formado por unha estudante de dereito, unha historiadora da arte e un matemático que nace no seo da Oficina de Desenvolvemento Sostible da Universidade de Santiago de Compostela no curso académico 2010-2011. Dende entón, o grupo realizou diferentes actividades na Universidade de Santiago de Compostela, na Escola Técnica Superior de Arquitectura da Coruña e no instituto Ramón Otero Pedrayo de A Coruña. Ademais de realizar un labor divulgativo máis constante nas redes sociais e no blogue calidadedoceo.wordpress.com.

Desde que o colectivo Calidade do Ceo Nocturno botou a andar, sucédense as colaboracións con empresas privadas, universidades, investigadores e asociacións de diferentes campos, cos que se organizan actividades rigorosas cientificamente, pero aptas para tódolos públicos e sempre de balde.
mparques eólicos

O grupo Calidade do Ceo Nocturno céntrase en tres obxectivos: 1) que as conclusións e os datos científicos cheguen nunha linguaxe clara e concisa a tódolos niveis da sociedade para que sexa esta a que promova cambios concretos e efectivos, 2) que os profesionais e especialistas en contaminación lumínica, e as súas mensaxes, non se promulguen só en foros científicos, 3) crear lazos e unir esforzos con grupos locais de distintas disciplinas interesados na loita contra a contaminación lumínica.

Nesta comunicación queremos compartir nosa experiencia cos asistentes e mostrar nosa maneira colaborativa, multidisciplinar e participativa de divulgación.

Contaminación lumínica: unha nova fronteira (reunión científica / curso de verán da USC)

INFO: Galego — English — Español

En setembro de 2015, do día 2 ao 4, xogamos en casa. Un novo congreso sobre contaminación lumínica ao que asistiremos, pero desta volta na Universidade de Santiago de Compostela (USC). Ademais nesta ocasión unha persoa de Calidade do Ceo Nocturno será o secretario do congreso.

Este novo congreso sobre contaminación lumínica será aproveitado tamén pola Rede Española de Estudos de Contaminación Lumínica para facer a súa reunión anual e tamén é ofertado como un Curso de Verán da USC, polo que hai créditos para os estudantes.

Por outra banda, tamén se formou un comité científico internacional, polo que todos os estudantes de doutorados e investigadores poden enviar as súas comunicacións orais ou en formato póster para ser avaliados e expostos durante os 3 días de reunión.

Os días 2 e 3 o congreso terá lugar en Santiago, na Escola de Óptica e Optometría, o venres 4 un autobús levará aos asistentes a Vigo para rematar a reunión no  Centro de Visitantes do Parque Nacional MarítimoTerrestre das Illas Atlánticas de Galicia.

Para matricularse ir aquí: https://www.usc.es/gl/servizos/cultura/veran/2015/curso_0031.html

Máis info nos seguintes dípticos en galego, español e inglés.

Díptico galego — English — Español

Sexas estudante ou investigador, non o dubides, MATRICÚLATE