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남극 고원의 돔 아르거스는 우주를 가장 선명하게 볼 수 있는 곳.
영하 98도 기록 가장 낮은 온도 기록. 열이 특별히 공간으로 잘 빠져 나갈 수 있는 돔A 위에 깨끗하고 건조한 공기가 있다.

하늘이 가장 깨끗하게 보이는 위치
남극 고원의 돔 아르거스는 우주를 가장 선명하게 볼 수 있는 곳이다.

방해받지 않는 전망 :
지구상에서 가장 추운 곳이 천문학적으로 가장 흥미로운 곳이다.
남극 동부 고원의 돔 아르거스(Dome Argus) 언덕은 별이 빛나는 하늘을 가장 선명하게 볼 수 있기 때문이다. 연구원들이 "Nature"저널에 보고한 것처럼 습도와 난기류가 매우 낮아 최대 0.13아크 초(arcseconds)의 분해능이 가능하다.

이 위치는 특히 고해상도 적외선 망원경에 적합하다.

▲ 이 측정 망원경으로, 연구원들은 남극 대륙의 돔 A에서 우주의 시야가 얼마나 선명한 지 확인했다. 2008 년에 고원 관측소와 함께 원격 제어 관측소가 건설되었다. © Zhaohui Shang

우주로의 시야를 가능한 한 명확하고 방해받지 않으려면 망원경 위의 대기가 최대로 건조하고 깨끗해야 하며 난기류가 없어야 한다. 가장 강력한 망원경이 아타카마 사막의 고지대나 하와이 화산 정상에 서 있는 것은 이런 까닭이다. 또한, 적응형 광학 장치는 대기 난류로 인한 이미지 왜곡을 보정 한다.

지구상에서 가장 추운 곳으로의 탐험

중국 과학원의 빈 마(Bin Ma)와 주변 연구원들은 아타카마(Atacama) 혹은 하와이 화산보다 우주를 관찰하기에 더 좋은 지구상의 장소를 발견했다. 이를 찾아 그들은 지구상에서 가장 한적하고 먼 곳인 남극 고원으로 갔다.

그곳에는 약 4천 미터 높이 산이 빙하로 덮힌 Dome Argus(Dome A)가 있다.
이 환경에서 과학자들은 2018년 지구에서 가장 낮은 온도를 측정했다.
눈 표면 근처에서 공기는 반복적으로 마이너스 98도(-98℃) 미만의 값에 도달했다.
이 극한의 추위가 만들어진 한 가지 이유는 열이 특히 공간으로 잘 빠져 나갈 수 있는 돔A 위의 깨끗하고 건조한 공기다.

▲ 돔 A는 남극 고원에서 가장 높은 지점(4093m)이며 주변 해안에서 1200km 떨어져 있다. © AAD

최대 0.13 아크 초(arcseconds)의 분해능

Ma와 그의 팀이 보여 주듯이 Dome A를 특별히 좋은 천문학적 관측점으로 만드는 것은 바로 이러한 특성이다. 그들은 8미터 높이의 돛대에 특수 센서를 사용해 2019년 남극의 겨울 동안 광학 및 적외선 파장 대역에서 하늘의 전망이 얼마나 좋은지를 측정했다.
총 4만5000 개가 넘는 측정 데이터를 수집했다.

결과 :
돔 A에서 하늘을 볼 때 최대 0.13초의 해상도를 얻을 수 있으며 평균적으로 0.31초의 해상도로 관찰할 수 있다. 연구원들이 보고한 바와 같이 이 값은 아타카마 또는 하와이에서 달성된 0.6~0.8 arcseconds를 분명히 초과한다.
남극 동부 고원에 있는 남극 관측소 Concordia에서의 관측은 대기 경계층이 높기 때문에 더 나쁘다.

망원경을 위한 최고의 위치

브리티시 컬럼비아 대학의 공동 저자 폴 힉슨(Paul Hickson)은 “높은 고도, 낮은 온도, 오랜 기간 지속되는 어둠과 매우 안정적인 대기의 조합은 광학 및 적외선 천문학에서 매우 매력적인 장소다”고 말한다.
이 위치의 망원경은 다른 위치의 동일한 광학 장치보다 선명한 이미지를 제공하고 약한 물체를 감지 할 수 있다.

그러나 이 지역 접근이 불가능하고 극한의 추위 때문에 로봇 및 자동 망원경만 적합하다.
조건이 너무 가혹하고 영구 극 지국에 도달하기에는 위치가 너무 어렵기 때문이다.
(Nature, 2020; doi: 10.1038/s41586-020-2489-0)

출처: University of British Columbia

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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