La revista Science publica un artículo de la directora de la Fundación Starlight sobre los efectos de la contaminación lumínica para la astronomía

El cielo estrellado ha sido fuente de inspiración a lo largo de la historia humana. La astronomía ha sido un elemento común en todas las culturas y civilizaciones, y se ha utilizado para establecer calendarios, navegar y descubrir nuevas tierras e impulsar numerosos avances científicos y técnicos. 

Un artículo firmado por Antonia Varela, directora de la Fundación Starlight e investigadora  del Instituto de Astrofísica de Canarias, y publicado en un número especial de la prestigiosa revista Science, analiza cómo se está volviendo cada vez más difícil para los astrónomos profesionales y aficionados observar el cielo nocturno debido a la contaminación lumínica. 

Los efectos de la contaminación lumínica

El 83 % de la población mundial vive bajo cielos con contaminación lumínica, señala el artículo; el 23% de la superficie terrestre del mundo entre 75°N y 60°S está contaminada con luz, y esta cifra crece a un ritmo del 2% anual, es decir, se duplica en unos 35 años. 

La contaminación lumínica está aumentando en todo el mundo a una tasa estimada de 9,6% por año, lo que reduce la oscuridad en todas partes, incluso en los lugares de observación más remotos. Los crecientes niveles de contaminación lumínica producidos por el resplandor de la luz artificial nocturna (ALAN) están borrando las estrellas de nuestros cielos. Este deterioro dejará un legado con repercusiones científicas, culturales, ambientales y estéticas. 

Las observaciones astronómicas, prosigue Varela, requieren cielos oscuros y cualquier resplandor del cielo puede atenuar la débil señal de los objetos astronómicos, evitando su detección. Este problema se agudiza para los objetos astronómicos más débiles o cuando se observa a simple vista. Debido a que la contaminación lumínica es generalmente peor en áreas urbanas con altos niveles de desarrollo económico, los cielos oscuros ahora están restringidos principalmente a áreas rurales, a menudo en regiones económicamente más empobrecidas que corren el riesgo de despoblarse. En algunos de esos lugares, el acceso a cielos oscuros es la base para el desarrollo económico local sostenible a través del turismo de estrellas, también conocido como astroturismo. Otros han sido elegidos para albergar los grandes telescopios de los observatorios profesionales.

La luz artificial en la noche, la interferencia de radio y el despliegue de constelaciones de satélites están aumentando rápidamente. Todo esto tiene un impacto adverso en las observaciones astronómicas, limitando los descubrimientos científicos, las conexiones culturales con el cielo nocturno y las oportunidades que presenta el astroturismo.

Contaminación lumínica/ Fuente: Turismodeestrellas.com

Contaminación lumínica en los observatorios astronómicos

Las observaciones astronómicas desde tierra continúan impulsando importantes descubrimientos de alto impacto en astrofísica y física fundamental. A menudo son esenciales para interpretar las observaciones de los telescopios espaciales.  Pero, como explica la astrofísica del IAC, dos tercios de los principales observatorios profesionales se ven afectados por la contaminación lumínica en niveles que superan el objetivo establecido por la Unión Astronómica Internacional (IAU) de un aumento del 10 % en la radiación por encima de los niveles naturales previstos.

Reconociendo su importancia para la economía local, algunos gobiernos de regiones que albergan observatorios astronómicos han introducido leyes para limitar la contaminación lumínica, como la Ley del Cielo de 1988 promulgada por las Islas Canarias para proteger los observatorios en las islas de La Palma y Tenerife. Se han introducido regulaciones similares en otras áreas, incluyendo Chile y Hawái. Sin embargo, el creciente impacto de la contaminación lumínica en los observatorios demuestra que las regulaciones existentes son insuficientes para detener el daño continuo.

Observatorio Roque de los Muchachos, La Palma/ Crédito: LuzLux

Para ello, es necesario reducir, detener y luego revertir el crecimiento de ALAN en sus fuentes principales (población humana, centros agrícolas e industriales) dentro de la próxima década. La IAU recomienda que la contribución total de ALAN (cuantificable con instrumentos de medición del brillo del cielo y modelos teóricos) se mantenga sustancialmente por debajo del 10% del nivel natural del cielo oscuro a una elevación de 45° en cualquier dirección azimutal. 

Dondequiera que se hayan implementado tales regulaciones, han dado como resultado ahorros energéticos y económicos, así como reducciones en las emisiones de gases de efecto invernadero. Las administraciones públicas que albergan observatorios astronómicos son conscientes de la importancia de proteger el cielo nocturno para la ciencia y en beneficio de la economía local.

Las constelaciones de satélites

Por otro lado, continúa el artículo de Science, el creciente y rápido despliegue de un gran número de satélites en órbita terrestre baja (LEO) ha tenido un impacto inesperado en la astronomía. Aunque estas denominadas constelaciones o megaconstelaciones tienen objetivos legítimos de brindar acceso a la comunicación incluso en áreas remotas, tienen efectos dañinos para la comunidad científica, ya que las constelaciones afectan a la astronomía óptica e infrarroja como resultado de su brillo y del número de naves espaciales involucradas.

Con planes de hasta 400 000 satélites en tales constelaciones para 2030, miles serán visibles desde cualquier lugar en cualquier momento. Hasta el 30% de las exposiciones de campo amplio en un gran telescopio se perderían durante las primeras horas de la tarde y antes del amanecer, y casi el 50 % de las exposiciones crepusculares estarían contaminadas.

Además, estas megaconstelaciones de satélites producen un brillo difuso del cielo debido a la dispersión de la luz solar de los desechos de los satélites. Suponiendo 65.000 satélites, esta contribución se ha estimado como ~0,5 % del cielo oscuro, y la dispersión de la luz solar de escombros de los próximos satélites de la mega constelación crearía un ~10 % adicional sobre el brillo del cielo oscuro.

Constelación de satélites Starlink cruzando el cielo en España/ Fuente: Turismodeestrellas.com

Las observaciones astronómicas, apunta Varela, se beneficiarían enormemente si las constelaciones de satélites planificadas utilizaran la menor cantidad posible de naves espaciales (con el número óptimo siendo cero) y si mantuvieran las órbitas de los satélites bajas para que entren en la sombra de la Tierra poco después de la puesta del sol. Los astrónomos y operadores de satélites han comenzado a explorar formas de mitigar sus efectos, pero existe una necesidad urgente de regulaciones nacionales e internacionales.

La autora del artículo tampoco olvida señalar que la radioastronomía implica observar el Universo en longitudes de onda que también son utilizadas por las comunicaciones de radio generadas por humanos. El aumento del ancho de banda y las potencias de transmisión utilizadas por las comunicaciones por radio han llevado a niveles crecientes de interferencia de radiofrecuencia con las observaciones astronómicas. Las constelaciones de satélites también generan emisiones de radio. Algunas bandas de radio han sido protegidas para la astronomía por acuerdos internacionales, pero el incremento del ancho de banda y de la potencia de transmisión de las radiocomunicaciones ha provocado un aumento de las interferencias de radiofrecuencia en las observaciones astronómicas. 

Astronomía amateur y astroturismo

Las constelaciones de satélites ALAN y LEO también afectarán a la astronomía amateur, particularmente en las áreas de programas de investigación científica profesional-amateur, astrofotografía y astroturismo.

Yendo más allá, el cielo nocturno ha inspirado el desarrollo de la filosofía, el arte, la cultura y la religión a lo largo de la existencia humana, por lo que su degradación afecta a la sociedad en general.

En este punto, Varela es contundente cuando afirma: el cielo nocturno es un recurso a salvaguardar no solo para la ciencia sino también por su valor para la cultura, el medio ambiente, la biodiversidad, la salud humana y la calidad de vida, y como motor de la economía sostenible a través del astroturismo. El astroturismo combina observaciones del cielo diurno y nocturno, divulgación y actividades de ocio relacionadas con la astronomía. Está destinado a ser una forma sostenible de turismo y es adecuado para territorios menos desarrollados económicamente, lo que a menudo significa menos contaminación lumínica

Las áreas donde los cielos nocturnos oscuros están legalmente protegidos se conocen como oasis de cielo oscuro. Actualmente existen más de 200.000 km2 de territorios (aproximadamente del tamaño del Reino Unido) en más de 30 países con cielos protegidos, acreditada por instituciones internacionales, como la Fundación Starlight. Estas incluyen áreas designadas como Reservas de la Biosfera, Parques Naturales o Nacionales, sitios Ramsar, sitios del Patrimonio Mundial, etc. Estas áreas están diversificando sus economías y desarrollando un astroturismo sostenible y responsable. El astroturismo ayuda a difundir el aprecio por la astronomía y proporciona una herramienta contra la despoblación de áreas subdesarrolladas, proporcionando empleos con habilidades técnicas y científicas.

La demanda de certificación y formación en astroturismo ha crecido más de un 300 % en los últimos cinco años, atrayendo a decenas de miles de visitantes y proporcionando un retorno económico de más de 100 millones de dólares en múltiples territorios. Este crecimiento se ve amenazado por el aumento de la contaminación lumínica.

Destino Turístico Starlight Sierra del Segura, Albacete/ Crédito: Fernando Rey/ LuzLux

Estrategias para protección del cielo

Para mitigar el impacto de ALAN, las constelaciones de satélites y la interferencia de radiofrecuencia en la astronomía, así como en el desarrollo de astroturismo y la pérdida del cielo nocturno como patrimonio, Varela señala en su revisión algunas estrategias de actuación llevadas a cabo por organizaciones internacionales. Como ejemplo, la IAU ha creado un Centro para la Protección del Cielo Oscuro y Tranquilo de la interferencia de la constelación de satélites en 2022. Su objetivo es proponer estrategias de mitigación, políticas y medidas regulatorias para ser implementadas por los gobiernos locales y nacionales.

Además, dado que la contaminación lumínica está relacionada con los objetivos de desarrollo sostenible en las áreas de pobreza, desigualdad, clima, degradación ambiental, prosperidad, paz y justicia, se ha propuesto una revisión de los objetivos de desarrollo sostenible de las Naciones Unidas para añadir el epígrafe“Calidad del cielo y acceso a la luz de las estrellas” (ODS 18) y se ha creado una petición pública para promover la inclusión de la preservación de los cielos en la Agenda 2030. La propuesta ODS18 se presentó en marzo de 2022; más de 2000 personas e instituciones de más de 25 países lo han apoyado.

https://ods18.org/

Todos estamos hechos de polvo de estrellas, literal y culturalmente, concluye la directora de la Fundación Starlight. La astronomía es la ciencia más antigua y ayuda a impulsar los descubrimientos científicos y tecnológicos. Tener acceso a cielos oscuros es necesario para muchos medios de vida y culturas. El cielo estrellado es una oportunidad de desarrollo y empoderamiento para muchas comunidades indígenas y locales en localidades rurales. Es nuestro deber protegerlo y salvaguardarlo para las generaciones presentes y futuras.

Descarga gratuita del artículo completo:

Varela Perez, Science 380, 1136–1140 (2023)