Antarktis sted lover at åbne et nyt vindue på kosmos

Antarktis kan være en af ​​de mest ugæstfrie regioner på planeten, men det er et mekka for astronomer. Det er koldt, tør luft muliggør observationer, der ikke kan gøres andre steder på Jorden. Sydpolen har været vært for teleskoper i årtier. Nu, forskere ser et nyt sted - Dome A, som giver en unik mulighed for at studere universet ved lidt udforskede terahertz radiofrekvenser.

"Dome A er det bedste sted, vi har fundet - meget fladt, meget stille vind, og det tørreste sted overalt på planeten, "siger Qizhou Zhang fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), medforfatter af en ny undersøgelse, der vises online i tidsskriftet Natur Astronomi .

Dome A er det højeste punkt i Antarktis, med en højde på mere end 13, 000 fod (4, 000 meter), kan sammenlignes med Maunakea på Hawaii. I modsætning til Sydpolen, det besøges ikke af fly. I stedet, forskere skal vandre ind i landet fra Antarktis kyst, en rejse på omkring 750 miles (1, 200 km), der tager op til tre uger at gennemføre.

Som en belønning for disse herkuliske bestræbelser, forskere kan få adgang til en type lys kendt som terahertz -stråling, som har frekvenser højere end 1 billion hertz (1, 000 gange større end den frekvens, der bruges af mobiltelefoner). Denne stråling kommer fra kolde skyer af interstellar gas og støv. Ved at studere det, vi kan få ny indsigt i oprindelsen til stjerner og galakser.

Fordi vanddamp i Jordens atmosfære absorberer denne stråling, få steder på Jorden er egnede til terahertz -observationer. I stedet har astronomer stolet på fly- og rummissioner, som er dyrere og mindre fleksible.

Løsningen er at finde et ekstremt tørt sted. Zhang og CfA-medforfatter Scott Paine sluttede sig sammen med deres kolleger på Kinas Purple Mountain Observatory, ledet af hovedforsker Sheng-Cai Shi, at oprette og implementere instrumenter til måling af forholdene ved Dome A over et spænd på 19 måneder. De indsamlede data vil også hjælpe med at informere klimamodeller.

"Vanddampen i Jordens atmosfære, der tilslører vores syn på kosmos, blokerer også infrarød stråling, der flygter fra jordens overflade mod rummet, hvilket er essensen af ​​drivhuseffekten, "siger Paine, der studerer atmosfærisk stråling.

Holdet fandt, at Dome A ofte er så tørt, at hvis al vanddampen i en smal søjle, der strækker sig lige op fra jorden til kanten af ​​rummet, blev kondenseret, det ville danne en film mindre end 100 mikrometer tyk. Det er omkring 1/250 tommer, eller to gange bredden af ​​et menneskehår, og cirka 10 gange mindre end det i Maunakea, et af verdens bedste astronomiske observationssteder.

I øvrigt, Dome A tilbyder et naturligt laboratorium til undersøgelse af virkningerne af vanddamp på atmosfærisk absorption ved ekstremt lave temperaturer. Den kolde antarktiske atmosfære giver direkte adgang til forhold, der normalt findes i Jordens øvre troposfære.

At udvikle Dome A til et permanent observatorium for astronomi og atmosfærisk videnskab vil indebære betydelige udfordringer. Til gengæld, forskere får en unik placering til at udføre videnskabelig forskning.