Na biegunie południowym znajduje się radioteleskop pracujący w zakresie mikrofalowym oraz fal milimetrowych i submilimetrowych. Ma średnicę 10 metrów. Pierwsze obserwacje wykonał w 2007 roku. Należy do konsorcjum kilkunastu amerykańskich instytucji. Znajduje się na terenie stacji polarnej Amundsena-Scotta. Biegun południowy to świetne miejsce do prowadzenia obserwacji kosmosu na falach milimetrowych, gdyż warunki atmosferyczne są tam stabilne i jest sucho (bardzo niska wilgotność powietrza).

Jednym z głównych celów obserwacji przy pomocy tego instrumentu są badania mikrofalowego promieniowania tła. Mikrofalowe promieniowanie tła, zwane też promieniowanie reliktowym, ma maksimum gęstości energii na falach o długości 1,1 mm. Stanowi pozostałość po wczesnych etapach ewolucji Wszechświata. Widoczne jest na całym niebie. Zostało odkryte przez przypadek w latach sześćdziesiątych ubiegłego wieku, natomiast teoretycznie możliwość jego istnienia rozważano wcześniej. Stanowi jeden z dowodów na teorię Wielkiego Wybuchu.

Naukowcy opublikowali wyniki dwóch lat obserwacji mikrofalowego promieniowania tła, przeprowadzonych przy pomocy South Pole Telescope, wyposażonego w najnowszą kamerę SPT-3G. Analizowane dane obejmują lata 2019 i 2020, stanowiące dwa pierwsze lata pełnych obserwacji w tej konfiguracji sprzętowej. Pokrywają około jedną dwudziestą piątą (1/25) część nieba w dokładności lepszej niż jakikolwiek inny instrument tego rodzaju.

Dane posłużą do nałożenia lepszych ograniczeń na modele wyjaśniające powstawanie Wszechświata i jego ewolucję. Najpowszechniejszym obecnie stosowanym modelem kosmologicznym Wszechświata jest Lambda-CDM. Jego nazwa odnosi się do stałej kosmologicznej (lambda w nazwie), utożsamianej z ciemną energią, oraz zimnej ciemnej materii (ang. Cold Dark Matter), jako głównych, dominujących składników Wszechświata.

W ostatnich latach pojawiają się wskazówki, że model ten może być niewystarczający. M.in. trwa debata naukowców nad tempem rozszerzania się Wszechświata (problem zwany w języku angielskim "Hubble tension", czyli rozbieżność Hubble’a).

Wyniki z South Pole Telescope dają niezależne potwierdzenie istnienia rozbieżności Hubble’a z dużą pewnością statystyczną. Pozostają przy tym w zgodności z danymi z satelity Planck oraz Atacama Cosmology Telescope w Chile. Pokazują też istnienie innej anomalii w naszym zrozumieniu kosmologicznym Wszechświata, czyli różnic pomiędzy ograniczeniami wynikającymi z mikrofalowego promieniowania tła a tym, co wynika z wielkoskalowych przeglądów ruchów galaktyk (np. niedawne wyniki z Dark Energy Spectroscopic Instument).

Dzięki odstępności danych z South Pole Telescope, naukowcy będą mogli lepiej przetestować różne hipotezy. Autorzy wyników sądzą, że razem z danymi z Atacama Cosmology Telescope ustanowią nowy standard dla badań kosmologicznych na tym polu, zastępując dotychczasowy bazujący na pomiarach sprzed ponad 10 lat z satelity Planck.

"To dopiero początek. Obraz będzie jeszcze bardziej interesujący" - zapowiada Tom Crawford z University of Chicago, zastępca dyrektora South Pole Telescope.

Pierwszym autorem publikacji jest Etienne Camphuis z Paryskiego Instytutu Astrofizyki na Uniwersytecie Paryskim. (PAP)

cza/ zan/