8/3/2019 M.G. Burton- Antarctic Astronomy

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A N T A R C T I C A S T R O N O M Y

W G D A A R e p o r t f o r P e r i o d J u l y 1 9 9 3 | J u n e 1 9 9 6

C O M P I L E D B Y M . G . B U R T O N

J o i n t A u s t r a l i a n C e n t r e f o r A s t r o p h y s i c a l R e s e a r c h i n A n t a r c t i c a

U n i v e r s i t y o f N e w S o u t h W a l e s

S y d n e y , N S W 2 0 5 2 , A u s t r a l i a

1 . I n t r o d u c t i o n

T h e A n t a r c t i c p l a t e a u p r o v i d e s t h e b e s t s i t e c o n d i t i o n s o n t h e E a r t h f o r a w i d e r a n g e o f a s t r o n o m i c a l

o b s e r v a t i o n s , b o t h o f p h o t o n s a n d p a r t i c l e s . T h i s i s a r e s u l t o f t h e u n i q u e c o m b i n a t i o n o f c o l d , d r y

a n d t e n u o u s a i r f o u n d o n l y t h e r e . W i n t e r t i m e t e m p e r a t u r e s a v e r a g e b e l o w - 6 0

C , w i t h m i n i m a l d i u r n a l

v a r i a t i o n , t h e p r e c i p i t a b l e w a t e r v a p o u r c o n t e n t i s b e l o w 2 5 0 m , t h e k a t a b a t i c w i n d i s l o w o n t o p o f

t h e p l a t e a u a n d t h e r e a r e n o j e t s t r e a m s a t h i g h a l t i t u d e . T h e v a s t q u a n t i t i e s o f p u r e i c e c a n b e u s e d a s

a n a b s o r b e r f o r p a r t i c l e d e t e c t o r s . S e c o n d a r y b e n e t s i n c l u d e c o n t i n u o u s v i e w i n g f o r a n y s o u r c e v i s i b l e ,

l a c k o f p o l l u t i o n a n d d u s t i n t h e a t m o s p h e r e , a n d l o w e l e c t r o m a g n e t i c i n t e r f e r e n c e . C o n s i d e r a b l e a c t i v i t y

i s n o w f o c u s s e d a t t h e S o u t h P o l e o n d e v e l o p i n g f a c i l i t i e s f o r a s t r o n o m y . I n i t i a l i n v e s t i g a t i o n s o f h i g h e r

s i t e s h a v e b e g u n , p a r t i c u l a r l y a t D o m e C .

2 . S o u t h P o l e O b s e r v a t o r y ( 2 , 9 0 0 m )

T w o p r i n c i p l e a s t r o n o m i c a l a c t i v i t i e s a r e u n d e r w a y a t t h e A m u n d s e n { S c o t t S o u t h P o l e s t a t i o n , o p e r a t e d

b y t h e N a t i o n a l S c i e n c e F o u n d a t i o n o f t h e U S A , t h o s e o f C A R A a n d o f A M A N D A . S c i e n t i s t s f r o m

A u s t r a l i a , F r a n c e , G e r m a n y , S w e d e n a n d t h e U K a l s o p a r t i c i p a t e i n t h e s e p r o j e c t s .

2 . 1 . C E N T E R F O R A S T R O P H Y S I C A L R E S E A R C H I N A N T A R C T I C A

A S T / R O , t h e ` A n t a r c t i c S u b { m m T e l e s c o p e / R e m o t e O b s e r v a t o r y ' , a 1 . 7 { m d i a m e t e r s u b - m m t e l e s c o p e ,

w a s c o m m i s s i o n e d i n 1 9 9 5 . I t h a s s u r v e y e d t h e s o u t h e r n M i l k y W a y i n t h e 4 9 2 G H z C I ] l i n e , o n l y

o b s e r v a b l e i n f r e q u e n t l y f r o m o t h e r g o o d o b s e r v i n g s i t e s . C a r b o n e m i s s i o n h a s b e e n f o u n d t o b e w i d e s p r e a d

a n d a t l e a s t a s e x t e n s i v e a s r e g i o n s o f C O e m i s s i o n . T h e r s t d e t e c t i o n o f C I ] f r o m t h e M a g e l l a n i c C l o u d s

h a s b e e n m a d e . L i n e s a s w e a k a s 0 . 0 2 K h a v e b e e n m e a s u r e d .

C O B R A , t h e ` C o s m i c B a c k g r o u n d A n i s o t r o p y E x p e r i m e n t ' , u s i n g t h e 0 . 7 5 { m P y t h o n t e l e s c o p e , h a s

r e l i a b l y r e p r o d u c e d s t r u c t u r e o b s e r v e d i n t h e C M B R o n a n g u l a r s c a l e s f r o m 0 . 7 5

t o 5 . 5

o v e r 4 s u c c e s -

s i v e a u s t r a l s u m m e r s . T h e s k y c o v e r a g e h a s b e e n i n c r e a s e d f r o m 8 t o 1 2 3 s q u a r e d e g r e e s i n t h a t t i m e .

S i g n i c a n t l y g r e a t e r a n i s o t r o p y i s d e t e c t e d o n d e g r e e s c a l e s t h a n f o u n d b y t h e C O B E s a t e l l i t e a t 2 0

.

S P I R E X , t h e ` S o u t h P o l e I n f r a r e d E x p l o r e r ' , a 6 0 { c m n e a r { I R t e l e s c o p e , w a s i n s t a l l e d i n 1 9 9 4 .

S P I R E X h a s a c h i e v e d e x c e e d i n g l y d a r k b a c k g r o u n d s a t 2 . 4 m , a s l o w a s 2 3 . 5 m a g s / a r c s e c

2

f o r l o n g

i n t e g r a t i o n s . I t e n j o y e d a n e a r l y u n i n t e r r u p t e d v i e w o f t h e c o l l i s i o n s o f C o m e t S h o e m a k e r { L e v y w i t h

J u p i t e r . O n l y 4 o f 2 0 e v e n t s w e r e o b s c u r e d b y c l o u d s a n d o v e r 3 , 0 0 0 i m a g e s w e r e o b t a i n e d . T h e s e w e r e

a l s o t r a n s f e r r e d b a c k t o t h e ` m a i n l a n d ' d u r i n g t h e e v e n t o v e r t h e i n t e r n e t , d e m o n s t r a t i n g t h e l e v e l o f

c o m m u n i c a t i o n l i n k s t h a t a r e n o w e s t a b l i s h e d t o P o l e .

A c o m p r e h e n s i v e s e r i e s o f s i t e t e s t i n g m e a s u r e m e n t s h a v e b e e n c o n d u c t e d a t t h e S o u t h P o l e , d e m o n -

s t r a t i n g t h e q u a l i t y o f t h e s i t e . T h e 2 5 % q u a r t i l e f o r p p t H

2

O i n w i n t e r i s 0 . 1 9 m m , c o m p a r e d t o 1 . 0 5 m m

o n M a u n a K e a . B o t h S P I R E X a n d a n A u s t r a l i a n e x p e r i m e n t , t h e I R P S ( ` I n f r a r e d P h o t o m e t e r S p e c t r o m -

e t e r ' ) , h a v e m e a s u r e d t h e s k y b r i g h t n e s s i n t h e 2 . 2 9 - 2 . 4 6 m w i n d o w , w h e r e a i r g l o w e m i s s i o n i s m i n i m a l .

I t i s f o u n d t o b e t y p i c a l l y 1 0 0 J y / a r c s e c

2

, a f a c t o r 4 0 t i m e s l o w e r t h a n M a u n a K e a . I n t h e L { b a n d ,

3 - 4 m , t h e s k y b r i g h t n e s s i s t y p i c a l l y 2 0 - 1 0 0 m J y / a r c s e c

2

, a f a c t o r 2 0 t i m e s l o w e r t h a n g o o d m a i n l a n d

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