Naktiniame Žemės danguje žvaigždės - tai mažyčiai, spindintys taškeliai, tačiau iš tiesų jos yra milžiniški, įkaitę dujų kamuoliai, kurių paviršiaus temperatūra siekia nuo 3200°C iki net 40000°C. Spalvos, kurias matome danguje, priklauso nuo daugelio veiksnių, įskaitant žvaigždžių temperatūrą, Žemės atmosferos poveikį ir net žmogaus akies jautrumą. Nors žvaigždės gali spinduliuoti visų spalvų šviesą, žalios spalvos žvaigždžių danguje nematome dėl kompleksinės fizikos, optikos ir biologijos sąveikos.
Saulės ir žvaigždžių šviesos spektras
Saulės šviesos spektre yra visos spalvos, įskaitant ir mėlyną. Šviesa yra elektromagnetinės bangos, tik gerokai trumpesnės nei radijo bangos. Žmogaus akis registruoja elektromagnetines bangas 0,0004-0,00076 mm diapazone, o ilgiausios iš jų yra raudonos. Mūsų Saulės skleidžiamas spektras beveik atitinka šiluminį spinduliavimą, o jos paviršiaus temperatūra yra apie 5700 K. Jei Saulė būtų absoliučiai juodas kūnas, didžiausio intensyvumo šviesa iš jos sklistų geltonoje spektro dalyje. Tačiau Saulės spektras yra sudėtingesnis, ir taip jau gaunasi, kad žalios ir mėlynos spalvos spindulių skleidžiama yra panašiai arba netgi daugiau, nei geltonų. Tokį energijos pasiskirstymą mūsų akys interpretuotų kaip daugmaž baltą, gal kiek melsvą, spalvą, jei galėtų normaliai pasižiūrėti.
Žvaigždės vykdo termobranduolines reakcijas, kurių metu vandenilis naudojamas kaip kuras. Vykdomos reakcijos išskiria daug energijos šilumos pavidalu, todėl žvaigždžių temperatūra tokia aukšta. Temperatūra gali kisti pagal žvaigždės dydį, o dėl kintančios temperatūros kinta ir fuzijos reakcijų rezultatai. Pavyzdžiui, raudonosios nykštukės yra ganėtinai vėsios, o jų masė dažnai nesiekia net trečdalio mūsų Saulės masės. Dėl mažos temperatūros vandenilio konversija į helį ganėtinai lėta. Labai karštos žvaigždės spinduliuoja daug ultravioletinių ir Rentgeno spindulių; regimajame diapazone jos šviečia beveik vien tik mėlynai. Vėsios žvaigždės spinduliuoja daug infraraudonųjų spindulių, o regimajame diapazone beveik tik raudonai, todėl ir atrodo raudonos.
Šviesos sklaida Žemės atmosferoje
Giedro dangaus švytėjimas matomas mėlynas dėl šviesos išsklaidymo atmosferoje. Regimoji Saulės šviesa, skrosdama atmosferą, sąveikauja su deguonies ir azoto molekulėmis, kurios yra mažesnės nei regimosios šviesos bangų ilgis. Todėl jos efektyviau išsklaido trumpesnes bangas, o ilgesnės lengviau jas praeina. Tokiu būdu violetinės, mėlynos ir žalios spalvos bangos lengviau išsklaidomos, o raudonos, geltonos ir oranžinės − sunkiau. Mėlynos spalvos bangos išsklaidomos 16 kartų efektyviau nei raudonos, todėl jos ateina į žmogaus akies tinklainę iš įvairių pusių. Tačiau geltonos, oranžinės ir raudonos spalvos spinduliai matomi einantys iš Saulės.
Išsklaidymo intensyvumas pakankamai smulkioms dalelėms yra proporcingas 1/(bangos ilgis)^4. Dėl to pro atmosferą praėjusi Saulės šviesa Žemės paviršių pasiekia truputį „paraudonavusi“, ir šio paraudonavimo užtenka, kad Saulė nuo Žemės paviršiaus atrodytų geltona. Žvelgiant iš kosmoso, Saulės spalva atrodo balta, nes ten nėra atmosferos, kuri išsklaidytų mėlyną šviesą. Beje, būtent dėl atmosferos poveikio Saulė atrodo geltona, nors iš tikrųjų yra balta, gal net melsva. Kitų dalelių buvimas atmosferoje kitaip išsklaido šviesą. Todėl esant smulkiems vandens lašeliams matomi debesys ir rūkas, o dėl aerozolių lašelių smogas yra rudos spalvos.
Žmogaus akies jautrumas spalvoms
Nors Saulės ir kitų žvaigždžių spektras apima ir žalią šviesą, žmogaus akis jai yra mažiau jautri nei mėlynai ar raudonai. Žmogaus akies tinklainės receptoriai, vadinami stiebeliais arba lazdelėmis, atsakingi už matymą blankiame apšvietime, yra jautriausi mėlynai ir žaliai šviesai, o raudonai šviesai - beveik nejautrūs. Tačiau, kai žvaigždė spinduliuoja visą spektrą, įskaitant ir žalią spalvą, mūsų smegenys interpretuoja šviesą kaip baltą, o ne specifinę žalią, dėl to, kad visos regimosios spalvos, susimaišiusios kartu, sudaro baltą šviesą. Žvaigždės, kurių maksimalus spinduliavimas patenka į žalią spektro dalį, taip pat spinduliuoja pakankamai daug mėlynos ir raudonos šviesos, kad žmogaus akis jas suvoktų kaip baltas arba melsvas, o ne žalias.
Astronomijos stebėjimai ir šviesos tarša
Bet koks papildomas dangaus apšvietimas sumažina danguje matomų žvaigždžių skaičių. Elementariausias pavyzdys, kodėl žvaigždžių stebėjimui reikalingas tamsus dangus, būtų dienos ir nakties palyginimas. Dieną, kai dangus šviesus, mes jame nematome nė vienos toliau už Saulę esančios žvaigždės. Šviesos tarša yra viena iš sparčiausiai plintančių aplinkos pasikeitimo formų. Daugelyje išsivysčiusių šalių didelis dirbtinių šviesų kiekis sukuria šviesos skraistę, kuri paslepia žvaigždes ir žvaigždynus. Šviesos tarša didžiausia tokiose šalyse kaip Singapūras, Italija ir Pietų Korėja. Vakarų Europoje tik nedideliuose plotuose galime stebėti naktinį dangų, daugiausia Škotijoje, Švedijoje ir Norvegijoje. Beveik pusė JAV teritorijos yra lengvai apakinta šviesos.
Dirbtinė šviesa rūko nesudaro, bet jos sukeliamas efektas iš tikrųjų kažkuo primena rūką. Pažvelgus į giedrą naktinį dangų didmiestyje dažnai būna sunku suprasti, ar dangus iš tikrųjų yra giedras, ar aptrauktas pusiau skaidriu aukštų debesų sluoksniu, nes mieste matomos tik ryškiausios žvaigždės. Astronomė dr. Erika Pakštienė tikina, kad mokslininkams šis efektas yra žinomas seniai ir ne veltui visos didžiausios observatorijos statomos atokesnėse vietovėse, keliamos į kalnus. Prieš maždaug 100 metų dar nebuvo problemos su šviesos tarša miestuose, todėl ir Lietuvoje astronomijos observatorijos buvo Vilniuje. Dabar senoji Vilniaus universiteto observatorija bei šalia Vingio parko esanti Vilniaus universiteto observatorija jau nebenaudojamos pagal paskirtį. Ieškant tamsaus dangaus astronominiams stebėjimams, maždaug 70 km nuo Vilniaus, 10 km nuo Molėtų, buvo įkurta Molėtų astronomijos observatorija.
Šviesos taršos poveikis astronominiams stebėjimams
Astronomai dangų stebi teleskopais ir prie jų pritvirtintais specialiais prietaisais, kurie fiksuoja iš žvaigždės ateinančią šviesą. Tobulėjant prietaisams atsirado galimybė stebėti vis silpnesnes ir tolimesnes žvaigždes, gaunant daugiau informacijos apie mus supančią Visatą ir jos praeitį. Tačiau ne vien teleskopų dydis lemia galimybę pažvelgti toliau, bet ir triukšmai, kuriuos skleidžia dangus ir visa aplinka. Astronomijoje susiduriama su nepageidaujamų elektromagnetinių bangų triukšmu, ypač regimųjų ir infraraudonųjų (arba šiluminių) spindulių. Dėl to stebėjimai praranda savo tikslumą, o kai kuriuos objektus stebėti pasidaro neįmanoma. Esant šviesiam dangui neįmanoma net ir su didžiausiais antžeminiais teleskopais užfiksuoti tokių smulkių struktūrų kaip tolimų galaktikų vijos, planetiškieji ūkai arba supernovų sprogimo liekanos.
Šviesos taršos poveikis kosmoso tyrimams Los Andžele
Šviesos taršos poveikis žmogaus akiai
Panašiai kaip su astronominiais imtuvais, šviesos triukšmas sumažina ir žmogaus akies galimybę įžiūrėti silpnesnes žvaigždes naktiniame danguje. Nematant silpniausių žvaigždžių danguje, neįmanoma pamatyti ir Paukščių tako - Mūsų galaktikos projekcijos danguje. Nors žmogaus akis pasižymi sugebėjimu prisitaikyti matyti esant skirtingam apšvietimui, didmiesčio centre ji nesugeba prisitaikyti matyti žvaigždžių. Miesto aplinkoje yra didelis kiekis baltos šviesos, tame tarpe ir mėlynų bei žalių spindulių, kurie gana greitai „apakina“ stiebelius. Žmogaus akis pasidaro ne tokia jautri į akį patenkančiai šviesai ir šviesai, kuri ateina iš silpnų žvaigždžių, bet vis dar sugeba matyti ryškiausias žvaigždes.
Šviesos taršos mažinimas
Norint kaip galima labiau sumažinti neigiamą dirbtinės šviesos žalą, reikėtų naudoti ilgesnių bangų (geltonos, oranžinės, raudonos) šviesos lempas, kurios būtų montuojamos kryptinguose šviestuvuose. T.y. šviestuvai neturėtų būti skirti apšviesti viską aplinkui. Jie šviesą turėtų nukreipti tik į objektą, kurį norime apšviesti (aikštelė, šaligatvis), kad būtų kuo mažiau išskaidytos šviesos ir dangus liktų kuo tamsesnis. Reikėtų tobulinti šviesų naudojimo kultūrą ir kitose mūsų gyvenimo bei veiklos srityse. Astronomai, fizikai, biologai ir miestų infrastruktūrų kūrėjai turėtų glaudžiai bendradarbiauti, kad dirbtiniam miestų apšvietimui būtų naudojami tik optimaliausi, mažiausiai žalos aplinkai sukeliantys prietaisai.
tags: #paaiskinti #kodel #danguje #niekada #nematome #zalios