Antarktis kan vara en av de mest ogästvänliga regionerna på planeten, men det är ett mecka för astronomer. Det är kallt, torr luft möjliggör observationer som inte kan göras någon annanstans på jorden. Sydpolen har varit värd för teleskop i årtionden. Nu, forskare tittar på en ny plats - Dome A, som erbjuder en unik möjlighet att studera universum vid lite utforskade terahertz-radiofrekvenser.

"Dome A är den bästa platsen vi har hittat - väldigt platt, mycket lugna vindar, och den torraste platsen någonstans på planeten, " säger Qizhou Zhang från Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), medförfattare till en ny studie som visas online i tidskriften Natur astronomi .

Kupol A är den högsta punkten i Antarktis, med en höjd av mer än 13, 000 fot (4, 000 meter), jämförbar med Maunakea på Hawaii. Till skillnad från Sydpolen, det besöks inte av flygplan. Istället, forskare måste vandra inåt landet från den antarktiska kusten, en resa på cirka 750 mil (1, 200 km) som tar upp till tre veckor att genomföra.

Som en belöning för dessa fantastiska ansträngningar, forskare kan komma åt en typ av ljus som kallas terahertzstrålning, som har frekvenser högre än 1 biljon hertz (1, 000 gånger högre än frekvensen som används av mobiltelefoner). Denna strålning kommer från kalla moln av interstellär gas och damm. Genom att studera det, vi kan få nya insikter om stjärnors och galaxers ursprung.

Eftersom vattenånga i jordens atmosfär absorberar denna strålning, få platser på jorden är lämpade för terahertz-observationer. Istället har astronomer förlitat sig på flygplan och rymduppdrag, som är dyrare och mindre flexibla.

Lösningen är att hitta en extremt torr plats. Zhang och CfA medförfattare Scott Paine gick med sina kollegor vid Kinas Purple Mountain Observatory, ledd av chefsutredaren Sheng-Cai Shi, att skapa och distribuera instrument för att mäta förhållandena vid Dome A under en period av 19 månader. Data som samlas in där kommer också att hjälpa till att informera klimatmodeller.

"Vattenångan i jordens atmosfär som skymmer vår syn på kosmos blockerar också infraröd strålning som flyr från jordens yta mot rymden, vilket är kärnan i växthuseffekten, säger Paine, som studerar atmosfärisk strålning.

Teamet fann att kupol A ofta är så torr att om all vattenånga i en smal kolonn som sträcker sig rakt upp från marken till kanten av rymden kondenseras, den skulle bilda en film som är mindre än 100 mikron tjock. Det är ungefär 1/250 tum, eller dubbelt så bred som ett människohår, och ungefär 10 gånger mindre än över Maunakea, en av världens bästa astronomiska observationsplatser.

Dessutom, Dome A erbjuder ett naturligt laboratorium för att studera effekterna av vattenånga på atmosfärisk absorption vid extremt låga temperaturer. Den kalla antarktiska atmosfären ger direkt tillgång till förhållanden som normalt finns i jordens övre troposfär.

Att utveckla Dome A till ett permanent observatorium för astronomi och atmosfärisk vetenskap kommer att innebära betydande utmaningar. I gengäld, forskare kommer att få en unik plats för att bedriva vetenskaplig forskning.