Ô nhiễm ánh sáng từ lâu đã là một vấn đề nhức nhối của các đài quan thiên văn nằm dưới mặt đất. Khi màn đêm buông xuống, ánh đèn sáng chói từ các tòa nhà hay phương tiện đi lại của người dân sẽ phá hỏng bầu trời đêm - yếu tố rất quan trọng để các đài thiên văn nằm dưới mặt đất hoạt động.
Nhận thức rõ vấn đề ô nhiễm ánh sáng, một thị trấn nhỏ ở Nhật Bản đã tỏ ra quyết liệt trong việc bảo vệ bầu trời đêm. Thị trấn này có tên Bisei, nằm ở phía Tây Nam tỉnh Okama. Đây là một nơi đặc biệt, bởi có bầu trời đêm đủ độ tối để quan sát rõ các vì sao. Bản thân thị trấn cũng có một số trạm quan sát thiên văn, bao gồm Đài quan sát thiên văn Bisei với một kính viễn vọng đường kính 101 cm.
Cư dân Bisei rất nỗ lực bảo vệ bầu trời của họ, nhưng vẫn không tránh khỏi tình trạng ô nhiễm ánh sáng do các thành phố khác trong khu vực gây ra.
Năm 1989, thị trấn đã ban hành các sắc lệnh chống ô nhiễm ánh sáng, trở thành chính quyền địa phương đầu tiên ở Nhật Bản thông qua một quy định như vậy. Vài năm trước, chính quyền thị trấn và Đài quan sát thiên văn Bisei cùng một số đối tác đã hợp tác với Công ty Panasonic để tạo ra một khu vực thân thiện với bầu trời tối. Trong khuôn khổ hoạt động này, thị trấn đã thay thế tất cả bóng đèn trong hệ thống chiếu sáng công cộng bằng đèn LED có nhiệt độ màu từ 3000K trở xuống.
Kết quả là Bisei đã được DarkSky International (trước đây là Hiệp hội Bầu trời tối Quốc tế) cấp chứng nhận. Mục đích hoạt động chính của DarkSky International là khôi phục môi trường ban đêm và bảo vệ cộng đồng khỏi tác hại của ô nhiễm ánh sáng thông qua việc tiếp cận, vận động và bảo tồn bầu trời đêm.
Tuy nhiên, vẫn còn một số đèn LED với độ sáng và nhiệt độ màu cao hơn được sử dụng, đặc biệt là ở các thị trấn lân cận Bisei. Ánh sáng phát ra từ những nơi này gây ra nhiều vấn đề cho bầu trời đêm của Bisei.
Nhìn chung, ô nhiễm ánh sáng là một vấn đề toàn cầu đang gia tăng. Nó khiến bầu trời trở nên mờ đục hơn, cản trở tầm nhìn và khiến công việc của các nhà thiên văn trở nên khó khăn hơn. Đối với những người quan sát thiên văn bằng dải quang phổ nhìn thấy được, họ sẽ không thể phát hiện các thiên hà ở xa, hoặc đo lường được sự biến đổi của các sao biến thiên.
Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng ô nhiễm ánh sáng có ảnh hưởng tiêu cực đến con người, bao gồm cả sức khoẻ và sự an toàn. Trớ trêu thay, một trong những lý do được nêu ra khi người ta muốn tăng cường hoạt động chiếu sáng ở nhiều nơi lại là vì sự an toàn của người dân.
Thực tế thì việc tạo thêm ánh sáng để biến một nơi trở nên "an toàn hơn", như lắp thêm đèn đường, có thể mang tới các vấn đề mới ngoài ý muốn. Ánh sáng chói chiếu thẳng vào mắt con người thường làm họ trở nên bất cẩn trước những nguy hiểm ẩn giấu trong bóng tối. Ánh sáng chói cũng làm mờ mắt người điều khiển ôtô hoặc người đi bộ, khi họ phải di chuyển trên những con phố có cường độ ánh sáng cao. Ngoài ra, ô nhiễm ánh sáng còn có nhiều tác động bất lợi đến các dạng sống khác, từ những loài chim di cư đến các quần thể động vật sống ở đại dương.
Trong những thập kỷ gần đây, các tổ chức như DarkSky International, Hiệp hội Thiên văn học Mỹ (AAS) và Liên đoàn Thiên văn Quốc tế (IAU) cùng với các kiến trúc sư, nhà giám sát an toàn và những chuyên gia khác đã nỗ lực tìm ra giải pháp chống ô nhiễm ánh sáng. Sự hợp tác của họ khiến một số nơi đã dần khôi phục được bầu trời đêm, trong khi vẫn duy trì hoạt động chiếu sáng cần thiết để đảm bảo an toàn. Nhưng tại nhiều nơi khác, vẫn còn rất nhiều việc phải làm.
Sự gia tăng của hoạt động sử dụng đèn LED để chiếu sáng giai đoạn gần đây đã đặt ra một số vấn đề tương tự như khi nhân loại sử dụng tràn lan đèn sợi đốt. Các nhà thiên văn học vẫn đang phải nghiên cứu ccách thức để sử dụng ánh sáng một cách khôn ngoan, để giúp giảm thiểu các vấn đề về ô nhiễm ánh sáng.
Cụ thể, hai nhà thiên văn học Nhật Bản là Ryosuke Itoh và Syota Maeno đã quyết định xem xét xem các sắc lệnh về ô nhiễm ánh sáng ở thị trấn Bisei đã ảnh hưởng như thế nào đến việc quan sát tại Đài quan sát thiên văn Bisei. Như đã đề cập ở trên, thị trấn này đã thay thế tất cả đèn huỳnh quang bằng đèn LED có công suất nhỏ, với hy vọng sẽ làm giảm độ sáng bầu trời ở khu vực quanh Đài quan sát.
Quan sát độ sáng của bầu trời là một cách để xác định ảnh hưởng của ô nhiễm ánh sáng. Nhưng ngoài ra, người ta còn có thể đo mức độ ô nhiễm bằng nhiều cách khác. Cách đầu tiên là chụp lại toàn bộ bầu trời bằng máy ảnh được trang bị ống kính góc rộng. Cách thứ hai là sử dụng cảm biến CCD gắn vào kính viễn vọng để có thể nhìn rõ toàn bộ bầu trời. Cuối cùng, người ta có thể sử dụng máy đo bầu trời chuyên dụng. Itoh và Maeno đã sử dụng phương pháp này để đo bầu trời tại Đài quan sát thiên văn Bisei. Họ cũng sử dụng các dữ liệu về quang phổ bầu trời thu thập từ năm 2006 đến năm 2023 để xem liệu những thay đổi về ánh sáng có tạo ra sự khác biệt nào không.
Những gì họ tìm thấy được bằng các phép đo và phân tích dữ liệu trên bầu trời Bisei là một kết quả khá hỗn loạn. Bản thân thị trấn Bisei hiện có độ sáng bầu trời ở cấp 4, dựa trên thang đo Bortle, một thang đo 9 cấp để đánh giá độ sáng của bầu trời đêm tại một vị trí cụ thể. Cấp độ 4 cho thấy Bisei đang nằm ở khu vực giao giữa nông thôn và ngoại thành của một đô thị.
Việc chuyển sang sử dụng đèn LED có nhiệt độ màu thấp hơn thay cho đèn sợi đốt đã làm giảm mức độ ô nhiễm ánh sáng trong thị trấn. Tuy nhiên, Itoh và Maeno quan sát thấy một vạch quang phổ rất rõ trong mốc 4500 A mà họ gọi nó là cái "bướu xanh". Vạch quang phổ này đến từ các đèn LED màu sáng trắng, với nhiệt độ màu cao, vẫn đang được sử dụng ở các thị trấn lân cận.
Trong một bài viết tổng hợp kết quả nghiên cứu, hai nhà khoa học kết luận rằng mặc dù bầu trời của thị trấn Bisei không nằm ở ngưỡng tối tốt nhất, nhưng rõ ràng đã có những cải thiện kể từ chính quyền khi ban hành sắc lệnh chống ô nhiễm ánh sáng. Dù sao thì màn đêm của thị trấn vẫn bị ảnh hưởng bởi ô nhiễm ánh sáng từ các khu vực lân cận và những nơi này cũng cần phải hành động để giảm thiểu vấn đề./.
