L'Antarctique est peut-être l'une des régions les plus inhospitalières de la planète, mais c'est la Mecque des astronomes. Il fait froid, l'air sec permet des observations qui ne peuvent être faites ailleurs sur Terre. Le pôle Sud abrite des télescopes depuis des décennies. Maintenant, les chercheurs envisagent un nouvel emplacement - Dome A, qui offre une occasion unique d'étudier l'univers à des fréquences radio térahertz peu explorées.

"Le dôme A est le meilleur site que nous ayons trouvé - très plat, vents très calmes, et l'endroit le plus sec de la planète, " dit Qizhou Zhang du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), co-auteur d'une nouvelle étude publiée en ligne dans la revue Astronomie de la nature .

Le dôme A est le point culminant de l'Antarctique, avec une altitude de plus de 13, 000 pieds (4, 000 mètres), comparable à Maunakea à Hawaï. Contrairement au pôle Sud, il n'est pas visité par les avions. Au lieu, les chercheurs doivent parcourir l'intérieur des terres depuis la côte antarctique, un voyage d'environ 750 milles (1, 200 km) qui prend jusqu'à trois semaines.

En récompense de ces efforts herculéens, les scientifiques peuvent accéder à un type de lumière connu sous le nom de rayonnement térahertz, qui a des fréquences supérieures à 1 billion de hertz (1, 000 fois supérieure à la fréquence utilisée par les téléphones portables). Ce rayonnement provient de nuages ​​froids de gaz et de poussière interstellaires. En l'étudiant, nous pouvons acquérir de nouvelles connaissances sur les origines des étoiles et des galaxies.

Parce que la vapeur d'eau dans l'atmosphère terrestre absorbe ce rayonnement, peu d'endroits sur Terre se prêtent aux observations térahertz. Au lieu de cela, les astronomes se sont appuyés sur des avions et des missions spatiales, qui sont plus coûteux et moins flexibles.

La solution est de trouver un endroit extrêmement sec. Zhang et le co-auteur de CfA, Scott Paine, se sont joints à leurs collègues de l'observatoire de la montagne violette en Chine, dirigé par le chercheur principal Sheng-Cai Shi, créer et déployer des instruments pour mesurer les conditions au Dôme A sur une période de 19 mois. Les données recueillies là-bas aideront également à éclairer les modèles climatiques.

"La vapeur d'eau dans l'atmosphère terrestre qui obscurcit notre vision du cosmos bloque également le rayonnement infrarouge s'échappant de la surface de la Terre vers l'espace, qui est l'essence de l'effet de serre, " dit Paine, qui étudie le rayonnement atmosphérique.

L'équipe a découvert que le dôme A est souvent si aride que si toute la vapeur d'eau dans une colonne étroite s'étendant directement du sol au bord de l'espace était condensée, il formerait un film de moins de 100 microns d'épaisseur. C'est environ 1/250ème de pouce, ou deux fois la largeur d'un cheveu humain, et environ 10 fois moins que sur Maunakea, l'un des meilleurs sites d'observation astronomique au monde.

De plus, Dome A offre un laboratoire naturel pour étudier les effets de la vapeur d'eau sur l'absorption atmosphérique à des températures extrêmement basses. L'atmosphère froide de l'Antarctique offre un accès direct aux conditions normalement présentes dans la haute troposphère de la Terre.

Faire du Dôme A un observatoire permanent pour l'astronomie et les sciences de l'atmosphère impliquera des défis importants. En retour, les chercheurs ont tout à gagner d'un emplacement unique pour mener des recherches scientifiques.