La contaminación lumínica es la principal amenaza a la que se enfrenta la actividad astronómica profesional, ya que los que niveles que está alcanzando y la tasa a la cual se incrementa debido a la introducción de iluminación en los centros urbanos, pone en riesgo nuestros cielos, y en un futuro cercano puede representar un obstáculo para la instalación de futuros proyectos astronómicos en nuestro país.

La contaminación lumínica disminuye en gran medida el contraste del brillo de una estrella sobre el fondo, y ello es equivalente a reducir el diámetro efectivo del espejo primario del telescopio, con la consiguiente merma en el valor efectivo del instrumento.

En nuestras ciudades se encienden las luces y se apagan los astros.

El fenómeno que más afecta la calidad del cielo para la observación astronómica es el Sky Glow, o brillo difuso que se produce en el cielo debido al exceso de iluminación de los centros urbanos. El cielo recibe una parte de la emisión de luz de las fuentes luminosas en forma directa, y además recibe parte del reflejo producido por las superficies que éstas iluminan. Esa luz viaja en distintas direcciones debido a la dispersión atmosférica rebotando entre las moléculas y partículas en suspensión en la atmósfera, formando un brillo artificial difuso en el cielo: el sky glow.

Las emisiones de luz más peligrosas son las que se escapan de las luminarias en ángulos cercanos a la horizontal, ya que pueden recorrer grandes distancias, 100 km o más, por lo tanto, tienen una mayor probabilidad de ser dispersadas y generar un brillo artificial en el cielo, afectando la observación astronómica, aun cuando los instrumentos estén muy alejados de los centros urbanos que generaron la contaminación lumínica.

Brillo difuso o Sky Glow sobre una ciudad densamente poblada y contaminada. Las personas que habitan en la ciudad, en sus cercanías y aun en zonas muy alejadas, no podrán ver más que unas pocas estrellas.

La luz con alto componente azul del alumbrado público es la mayor amenaza para la observación astronómica.

Pero no solo la dirección de la luz y su intensidad son importantes en la gravedad de este fenómeno, también juega un papel fundamental el espectro de las luminarias, ya que la luz azul se esparce mucho más que la de otros colores. Esto explica la coloración azul del cielo durante el día: la parte azul de la luz procedente del Sol se esparce mucho más que las partes amarilla, anaranjada o roja. De esta manera una ciudad iluminada con luces que emiten en longitudes de onda azul tendrá mucho más resplandor artificial que otra iluminada con luces que emiten lejos de la longitud de onda del azul. Las emisiones en 450nm (azul) se dispersan en la atmósfera tres veces más que las emisiones en 589nm (amarillo-ámbar) y seis veces más que en 700nm (rojo), y por lo tanto contribuyen mucho más intensamente al brillo del cielo.

El  drástico cambio hacia la iluminación de tecnología Led blanco con alto contenido de azul que están experimentando las ciudades, supone no solo un incremento en el brillo del cielo, sino que también limita los fenómenos que los observatorios pueden observar, ya que el aumento en el brillo artificial del cielo a longitudes de onda inferiores a 550nm impacta de forma significativa a algunas áreas astrofísicas de fundamental importancia.

Una lista representativa, aunque incompleta, de las investigaciones que se verían afectadas por esta pérdida de señales de "fotones azules naturales” debidas a la contaminación lumínica en la banda inferior a los 550nm, abarca áreas que van desde la búsqueda y caracterización de planetas extra-solares hasta la estructura a gran escala del entero Universo.

Para determinar los efectos de la contaminación lumínica en los observatorios astronómicos del Norte de Chile, la OPCC ha realizado diversas mediciones del brillo del cielo con una Sky Quality Camera (SQC), un cámara que permite capturar imágenes con cobertura de todo el cielo. 

Las imágenes a continuación muestran el  brillo del cielo sobre dos observatorios, uno turístico y otro profesional. En la parte inferior de las figuras  pueden verse las distintas fuentes lumínicas y su distancia relativa al punto de observación, mientras que el eje superior se representa la elevación. La primera corresponde a Cerro Mayu, un observatorio turístico ubicado a 25 km de La Serena y la segunda al observatorio Cerro Tololo ubicado a 51 km de la misma ciudad. En el primer caso el cielo sobre Cerro Mayu está altamente contaminado por la ciudad de La Serena y en el caso de Cerro Tololo, su cielo ya se encuentra afectado por las ciudades cercanas y por otras fuentes difusas tales como carreteras y faenas mineras.

Cielo sobre Observatorio Cerro Mayu. Cielo contaminado por las luminarias de la ciudad de La Serena, a 25 km del lugar.

Cielo sobre Observatorio Cerro Tololo. Cielo afectado por luminarias de ciudades circundantes y por fuentes difusas.

Mediante mediciones obtenidos por diversos sensores satelitales, se ha puesto en evidencia el crecimiento de la contaminación lumínica en los cielos de Chile a lo largo del tiempo, datos que están en concordancia con el crecimiento de la contaminación lumínica a nivel mundial. El incremento poblacional de las regiones, y las malas prácticas en la iluminación pública y privada podrían aumentar los niveles de contaminación lumínica hasta afectar la operación de los observatorios astronómicos.

Debemos recordar que históricamente existen ejemplos concretos de cómo la contaminación lumínica ha destruido la competitividad científica de observatorios profesionales. Una experiencia ejemplar es la del Observatorio Mount Wilson, en la sierra de San Gabriel en las cercanías de la ciudad de Los Ángeles en California; el observatorio más importante del mundo durante la primera mitad del siglo XX.  Bastaron solo dos décadas, entre 1950 y 1970, para que Mount Wilson se transformara en un lugar prácticamente irrelevante para la astronomía mundial, debido a la contaminación lumínica proveniente de la ciudad de Los Ángeles.

Hoy en Chile nos encontramos en un punto de inflexión, y las decisiones que tomemos respecto a la forma en que iluminaremos nuestras ciudades, comercios y hogares, dictarán el futuro de la astronomía profesional en Chile y la calidad de nuestros cielos para las futuras generaciones.