Dans les nuages froids de gaz interstellaire, le carbone se cache dans les molécules de monoxyde de carbone (CO), comme le sucre dissous dans le thé. Mais près des étoiles massives et chaudes, ce « thé » entre en ébullition : le rayonnement intense déchire les molécules, et le carbone se libère sous forme d'atomes isolés ou d'ions. Voir les trois états simultanément depuis la Terre était impossible à cause de l'atmosphère qui absorbe les longueurs d'onde nécessaires.
Le télescope Antarctic Terahertz Explorer, avec un miroir de 60 centimètres, installé à la station antarctique « Dôme A », a pour la première fois cartographié deux états du carbone dans deux régions de formation stellaire active. Les données ont été combinées avec des cartes déjà connues du carbone ionisé. On obtient ainsi une image complète du cycle : ici le carbone est dans des molécules, là dans des atomes, et ailleurs sous forme d'ions.
C'est la première étude réussie de ce genre depuis le « Dôme A » — l'endroit où le ciel est le plus sec et le plus transparent pour les ondes submillimétriques. Ce résultat prouve non seulement que l'astronomie antarctique fonctionne, mais aussi que la rétroaction des étoiles massives mélange la chimie des nuages plus fortement qu'on ne le pensait. Le cycle du carbone dans l'espace s'avère plus vivant que dans notre cuisine.
La station « Dôme A » est située à plus de 4000 mètres d'altitude, et l'air y est si sec qu'il contient moins de vapeur d'eau que le désert d'Atacama — c'est un endroit idéal pour les observations dans le domaine submillimétrique.
Dans le roman « Le Problème à trois corps » de Liu Cixin, un signal venu de l'espace est capté par une antenne géante dans les montagnes — les télescopes antarctiques résolvent le même problème, mais pour les molécules de carbone.