Judecând calitatea cerului – scara Bortle a intunecimii cerului –

de Alin Tolea, Astroclubul Bucuresti

Nu de putine ori în cursul discutiilor mele cu alti astronomi amatori am ajuns la subiectul calitãtii cerului. Pentru multi, calitatea cerului se reduce la conditii atmosferice, lucru ilustrat pe deplin de terminologia folositã, în spetã “transparentã”. Desi este adevãrat cã conditiile atmosferice influenteazã mult vizibilitatea cerului, factorul ultim care determinã cât de multe vedem pe cer în conditii meteo mai bune sau mai proaste este gradul de poluare luminoasã, adicã cantitatea de luminã artificialã care lumineazã cerul sub care observãm. Poluarea luminoasã nu este doar un fenomen local. Degeaba punem un paravan sã nu mai vedem becul de peste drum. Dacã trãim la oras, luminile stradale si iluminatul privat aruncã în sus atât de multã luminã cã nu conteazã unde ne aflãm în oras, cerul este la fel de luminat. Chiar si de la multi km depãrtare, “ciuperca de luminã” a orasului încã lumineazã bine orizontul.

Multi dintre noi, inclusiv eu, suntem nãscuti la oras. La vârsta când am devenit interesat de cerul de deasupra capului si am început sã fac observatii, cerul orasului în care trãiam era încã relativ negru, cu Calea Lactee vizibilã din balcon pânã deasupra blocului de peste drum. Desi nu un cer negru, era un cer “bun” dupã standardele mele de atunci. Din când în când vedeam si un cer mai bun, când cãlãtoream în satul bunicilor, aflat la 17km sud de orasul mic în care trãiam (Caracal, judetul Olt – pentru curiosi). Dar multi oameni nãscuti în orase mai mari sau nãscuti suficient de recent pentru ca cerul orasului lor sã fie deja inundat de o mare de luminã artificialã la epoca când au devenit constienti de el, multi oameni nu au vãzut niciodatã un cer negru cu adevãrat, si atunci când cãlãtoresc mai departe de oras si vãd pentru prima datã Calea Lactee, zic: “Ce cer exceptional!”. Aceastã reactie este nãscutã desigur din comparatia cu “spãlãtura” pe care o vãd din oras. Dar un cer “exceptional” nu este un lucru asa de usor de gãsit, mai ales dacã ne tinem aproape de locuri “civilizate”.

Ca o micã parantezã, în figura de mai jos prezentãm o imagine generatã pe calculator a intensitatii iluminãrii artificiale a cerului în România Imaginea este o bucaticã dintr-o hartã care ilustreaza “pierderea de magnitudine limita” pe cerul Europei,  gãsitã  la adresa http://www.inquinamentoluminoso.it/d msp/index.html, si a fost generatã de Cinzano P., Falchi F. si Elvidge C.D, folosind imagini luate de satelitii americani din programul DMSP. Rezultatele muncii celor trei cercetãtori sunt descrise în Monthly Notices of  Royal Astronomical Society 328, 689.707 (2001), “The first World Atlas of the artificial night sky brightness”. Harta României a fost suprapusã de Eugen Bãlan , membru al Astroclubului Bucuresti caruia ii multumesc cu aceasta ocazie.

Culorile de pe figurã reprezintã doar niste rapoarte între strãlucirea cerului datoratã iluminãrii artificiale si cea naturalã, provocate de “air-glow” (vezi mai jos o explicatie pentru “‘air-glow”). Rapoartele merg de la <0.11 (negru), 0.11-0.33 (albastru), 0.33-1 (verde), 1-3 (galben), 3-9 (portocaliu), >9 (rosu). Deci în România încã stãm bine, oarecum, dacã nu locuim/observãm lângã orase mari.

Pe hartã se observã usor culoarul Bucuresti – Valea Prahovei, Litoralul Românesc, conglomeratul Brãila-Galati si insula de orase mari din podisul Transilvaniei. Dar nu vã bucurati prea tare dacã locuiti într-o zonã “neagrã”. Dupa cum probabil ati observat, un singur bec cu mercur atârnat de streasina unei cârciumi într-un sat poate strica cerul în directia respectivã pe o razã de 1- 2 km si harta are rezolutie prea mica pentru a arata aceste surse izolate de poluare luminoasa.

Prezentarea de mai jos, în spetã a unei modalitati de evaluare a “întunecimii” cerului, scara Bortle, se vrea un mic semnal de alarmã pentru astronomii amatori români (profesionistilor nu prea le pasã de asta, nici în România si nici în alte pãrti). Multi dintre noi n-au vãzut niciodatã un cer de ‘clasa 3’ pe scara Bortle, si majoritatea trãim în locuri unde cerul este de clasa 5, 6 sau chiar 7-9.

Poluarea luminoasã poate fi stopatã, încetinitã sau chiar reversata, dar numai dacã realizãm cât de rãu sau bun este cerul unde observãm…

Metoda IMO si observatiile la meteori

În mod traditional, calitatea cerului a fost evaluatã dupã cea mai slabã stea vizibilã cu ochiul liber de cãtre observator. De multe ori auzim despre cer de magnitudinea 6, 7, etc..). Observatorii de meteori fac asta numarând stele în asa zise ‘triunghiuri de transparentã’, triunghiuri imaginare trasate între stele mai strãlucitoare. Hartile respective pot fi gasite pe site-ul IMO, http://www.imo.net . O altã metodã este sã estimãm care este cea mai slabã stea pe care o vedem în jurul Polarei, si revista Sky&Telescope publicã în mod regulat o hartã cu stelele din zona respectivã, de obice însotind numãrul din august al revistei, unde se vorbeste despre curentul meteoric Perseide. O hartã similarã a fost publicatã de Emil Neatã în articolul “Jurnalul de Observatii”, apãrut în numãrul 41 al Vega-i (martie 2003/2).

Metoda este logicã pentru observatorii de meteori, unde observatiile fiecãruia trebuie reduse tinând cont de abilitatea individualã. În plus meteorii sunt obiecte ‘stelare’ fãrã diamentru aparent, deci este logic sã estimãm magnitudinea limitã stelarã. Dupã cum vedeti, toate aceste metode se referã la vizibilitatea surselor punctiforme de luminã, stelele. Multi factori determinã aceasta mãrime, si în general magnitudinea limitã stelarã este doar un indiciu destul de vag al calitãtii absolute a cerului. Mai potrivite ar fi obiectele extinse, si observarea pe perioade mai lungi, pentru a ne face o idee cam cât de bun este cerul în medie. Si iatã cã a aparut o solutie…

Scara Bortle

În februarie 2001, astronomul si observatorul de comete John Bortle a publicat în revista “Sky& Telescope” o scarã de evaluare a calitãtii cerului, care nu se bazeazã pe numãratul de stele sau observarea unor stele etalon. Desi se coreleazã oarecum cu magnitudinea limitã vizibilã cu ochiul liber, nu este bazatã pe aceastã mãrime, ci pe vizibilitatea obiectelor extinse, cum ar fi M33 sau M31, si a Cãii Lactee si a luminii zodiacale. Dupa o evaluare atentã, am gãsit scara respectivã extrem de obiectivã pentru o evaluare generala a unui loc de observatii. In acelasi timp, citirea ei m-a intristat teribil, deoarece mi-am dat seama ca am vazut un cer cu adevarat negru de doar 3-4 ori in toata viata mea. Trãim într-o epocã a ‘luminilor’, dar din pãcate nu în mintile oamenilor, ci a luminilor artificiale îndreptate spre cer. Dar ca sã nu lungim vorba, iatã o traducere a scãrii Bortle. Scara este reprodusã aici cu permisiunea lui John Bortle.

John Bortle’s Dark Sky Scale
Scara Bortle a ‘întunecimii’ cerului

cu comentarii de Doug Stewart
http://www.frostydrew.org/observatory/columns/essays/bortle.htm

Comentarii de Doug Stewart:
În numãrul din Februarie 2001 al revistei Sky&Telescope, John Bortle a publicat o nouã scarã a calitãtii cerului. Asa cum John Bortle precizeazã în articol, utilizarea magnitudinii limitã cu ochiul liber ca o mãsurã a gradului de întunecime a cerului este total subiectivã si de multe ori are putina relevanta. Personal, în timpul iernii am folosit dintotdeauna Pleiadele ca ghid. Numarati-le si veti vedea cu usurintã 5 stele. De obicei, eu le pot vedea si pe Celaeno si Asterope, deci în total 7 stele. Ghidat de asta, as estima magnitudinea limitã a cerului la 5.5-6.0, dar copii mei pot vedea cu usurintã steaua 22 Taurii, mag. 6.4. Asa cum spune si John Bortle, obiectele difuze ca nebuloasele si galaxiile sunt mai greu de vãzut decât sursele de luminã punctuale. De asemenea, conteazã si culoarea obiectelor. L-am vãzut pe Uranus (magnitudine aprox 5.8) doar o datã sau de douã ori cu ochiul liber. Culoarea verde palidã a planetei o face usor de pierdut pe fondul cerului…

Scara Bortle

Clasa 1 – Loc cu cer negru excelent.
Luminã zodiacalã, gegenschein (lumina anti-zodiacalã), si banda zodiacalã sunt toate vizibile cu usurintã, cu banda zodiacalã întinzându-se pe tot cerul. Galaxia M33 din Triangulum este evidentã cu ochiul liber, chiar si cu privire directã. Pãrtile din Calea Lactee din Scorpius si Sagittarius provoacã evidente umbre difuze pe sol. Cu ochiul liber, magnitudinea limitã este între 7.6 si 8.0 (cu efort), prezenta lui Venus sau Jupiter pe cer pãrând sã strice adaptarea la întuneric. Airglow-ul (o  uminã naturalã foarte slabã, provocatã de ‘fosforescenta’ atomilor de oxigen liberi din atmosfera  naltã, vizibilã în jurul orizontului pânã pe la altitudinea de aprox 15grade), este usor vizibil. Cu un  elescop de 320mm diametru putem detecta stele de magnitudinea 17.5 (cu efort), iar într-un  elescop de 500mm folosit cu o putere de mãrire medie (150-200x) putem atinge mag 19. Dacã observãm pe un teren inconjurat de copaci, telescopul, colegii de observatii si vehiculul sunt total  nvizibile. Aceasta este Nirvana unui observator!

Clasa 2 – Loc tipic cu cer cu adevarat negru.
Airglow-ul se vede slab pe lângã orizont. M33 se vede destul de usor cu privire directã. Calea Lactee de varã este structuratã în detalii fine si cele mai strãlucitoare portiuni au aspect de marmurã cu “vine” negre, provocate de prezenta nebuloaselor obscure, asta cu un binoclu obisnuit. Lumina zodiacalã este suficient de strãlucitoare sã provoace umbre dupã apusul Soarelui sau înainte de rãsãrit, si prezintã o culoare gãlbuie distinctã în comparatie cu culoarea alb-albãstruie a Cãii Lactee. Orice nor pe cer este vizibil doar ca o ‘gaurã’ neagrã, un loc unde lipsesc stelele… Telescopul si împrejurimile sunt vizibile foarte slab, si numai ca siluete proiectate pe cer. Multe dintre roiurile globulare din catalogul Messier sunt vizibile distinct cu ochiul liber. Magnitudinea  imitã este în jur de 7.1-7.5 cu ochiul liber, iar un telescop de 320mm ajunge pânã la mag 16-17.

Clasa 3 – Cer de tara
De-a lungul orizontului se observã surse îndepartate de poluare luminoasã. Norii se vãd luminati slab lângã orizont, dar sunt doar niste pete negre când ajung deasupra capului. Calea Lactee încã prezintã structura complexã, si roiurile globulare mai strãlucitoare, ca M4, M5, M15, si M22 sunt vizibile clar cu ochiul liber. M33 se vede usor cu vedere perifericã, dar cu greu cu vedere directã. Lumina zodiacalã este evidentã primãvara si toamna, când se extinde 60 de grade deasupra orizontului, seara si dimineata, si prezintã o culoare palã, dar încã distinctã. În jurul nostru, telescopul se vede vag de la 6-7 m. Magnitudinea limitã este de 6.6-7, iar un telescop de 320mm ajunge la mag 16.

Clasa 4 – Tranzitie ruralã-urbanã
Domuri de poluare luminoasã sunt vizibile în mai multe directii de-a lungul orizontului. Lumina zodiacalã este înca evidentã toamna si primãvara, dar nu se ridicã nici pânã la 45 de grade altitudine. Calea Lactee este încã impresionantã la altitudine mare deasupra orizontului, dar detaliile sunt vagi. M33 este un obiect dificil cu ochiul liber, chiar si cu privire perifericã, si este detectabil doar la altitudine mai mare de 50 de grade. Norii sunt luminati în directia surselor de poluare luminoasã, dar încã întunecati deasupra capului. Telescopul se vede destul de bine de la distantã. Magnitudinea limitã cu ochiul liber este în jur de 6.1-6.5 si un telescop de 320mm la 150x aratã stele de magnitudinea 15.5.

Clasa 5 – Cer Suburban
Lumina zodiacalã se vede slab si asta doar toamna si primãvara. Calea Lactee este slabã sau chiar invizibilã lângã orizont si are un aspect destul de spãlãcit deasupra capului. Mai peste tot în jur se vãd surse de poluare luminoasã. Peste tot cerul, norii sunt vizibili mai strãlucitori decât cerul. Cu ochiul liber, vedem stele de 5.6-6.0 iar cu un telescop de 320mm între 14.5 si 15.0.

Clasa 6 – Cer suburban strãlucitor
Nici urmã de luminã zodiacalã, nici în cele mai bune nopti. Calea Lactee se vede doar la zenit. Cerul pânã la altitudinea de aprox 35 de grade este albicios de la poluarea luminoasã. Norii pe cer sunt relativ strãlucitori. Telescopul, ocularele si lucrurile din jur se vãd destul de bine. M33 este imposibil de detectat fãra binoclu si M31 este doar slab vizibilã cu ochiul liber. Cu ochiul liber, vedem stele de aprox 5.5 si un telescop de 320mm la 150x aratã stele de mag 14-14.5.

Clasa 7 – Cer de tranzitie suburbanã-urbanã
Întregul cer are o culoare albicioasã. Peste tot se vãd surse de luminã. Calea Lactee este total invizibilã sau aproape invizibilã. M44 si M31 sunt vizibile cu ochiul liber, dar foarte slab. Norii sunt strãlucitori. Chiar si în telescoape de 200-300mm, obiectele Messier seamãnã doar vag cu ceea ce se vede dintr-un loc cu cer negru. Cu ochiul liber, vedem 5.0 cu greu, iar cu un telescop de 320mm abia vedem magnitudinea 14.0.

Clasa 8 – Cer de oras
Cerul este albicios sau portocaliu pal, si putem citi titlurile ziarelor fãrã dificultate dacã stãm afarã. M44 si M31 pot fi localizate cu ochiul liber de observatorii cu experientã în noptile bune, si numai obiectele Messier mai strãlucitoare pot fi detectate în telescoape mici. Unele din stelele mai slabe din constelatii se vãd cu greu sau chiar deloc. Cu ochiul liber, vedem 4.5 în cele mai bune nopti si numai dacã stim dupã ce sã ne uitãm, si limita stelarã într-un telescop de 320mm este în jur de mag 13.

Clasa 9 – Cer de centru de oras
Întregul cer este luminat, chiar si la zenit. Multe stele medii ca strãlucire sunt invizibile si constelatii slabe precum Cancer si Pisces sunt de negãsit. În afarã poate de Pleiade, nici un obiect Messier nu este vizibil cu ochiul liber. Singurele obiecte ceresti care se vãd decent în telescop sunt Luna si planetele si poate unele roiuri mai strãlucitoare, dacã le gãsesti… Cu ochiul liber, magnitudinea limitã este 4 sau mai putin.
Articol aparut in original in Vega nr.45, Mai 2003.
© Alin Tolea si Astroclubul Bucuresti