Een echte "protoplanetaire zonsondergang" kan worden waargenomen wanneer bijzondere lussen van gas en stof boven de planetaire schijven verschijnen.
Sinds de jaren tachtig hebben astronomen gevochten om deze geheime infrarode gloed rondom jonge sterrenstelsels, en de Spitzer-ruimtetelescoop van NASA hielp het te ontrafelen.
Sterren verschijnen als een resultaat van de concentratie van wolken van stof en gas en hun gravitationele effecten op elkaar. Wanneer de gecomprimeerde wolk een bepaalde dichtheid bereikt, smelt de kern en verschijnt er een nieuwe jonge ster in het licht. Terwijl dit concentratieproces aan de gang is, blijft de ster natuurlijk in de wolk draaien totdat de ster volwassen is. Verschillende stoffen die zich vormen tijdens de geboorte van een nieuwe ster hopen zich eromheen op en vormen plat roterende protoplanetaire schijven die veranderen in vaste lichamen als asteroïden en uiteindelijk in planeten.
In de jaren 1980 werd een infrarood astronomische satelliet (IRAS) in een baan om de aarde gebracht. Dit maakte het mogelijk om jonge sterrenstelsels te beschouwen die infrarood licht uitzenden. Protoplanetaire schijven van gas en stof produceren een sterk infraroodsignaal, omdat de jonge ster constant de schijf verwarmt en infraroodgolven verspreidt.
Maar zelfs tijdens die vroege waarnemingen merkten astronomen een discrepantie op: naar hun mening produceerden jonge sterrenstelsels te veel infrarode straling.
In de loop van de jaren van verdere observatie en het gebruik van geavanceerde technologieën, hebben wetenschappers gesuggereerd dat de eenvoudige "platte" structuur van protoplanetaire schijven mogelijk moet worden herzien. Nieuwe theoretische modellen omvatten een aanpassing van de "klassieke" protoplanetaire schijf, met de toevoeging van een halo van stoffig materiaal, waarin, zoals in een capsule, een jonge hete ster is ingesloten. Dienovereenkomstig voegt dit stof ook warmte toe, hetgeen de overmatige infraroodstraling zou kunnen verklaren.
Maar met behulp van de Spitzer-telescoop en nieuwe 3D-modelleringstechnieken kregen astronomen een nog completer antwoord.
Terwijl de stervormende wolk zich concentreert, bewaart de nieuwe ster niet alleen het impulsmoment van de draaiende wolk, maar concentreert hij ook alle magnetische velden die zich daarin bevinden. Het magnetische veld passeert de protoplanetaire schijf en creëert enorme lussen, waarbij gas, stof en plasma als een val worden gevangen en de gasvormige bol van de schijf wordt vergroot. Deze enorme bogen, zoals een heldere krans van lussen gevuld met heet plasma, die hoog boven de fotosfeer van de zon uitkomen, kunnen precies zijn wat een overmaat aan sterrenlicht veroorzaakt. Deze enorme bogen, opwarmen, produceren nog meer infraroodlicht. "Als we op de een of andere manier op een van deze schijven kunnen komen, toekomstige planeten kunnen vormen en naar de ster in het centrum kunnen kijken, zouden we een foto zien die erg op de zonsondergang lijkt", zei Neil Turner van het Jet Propulsion Laboratory van NASA (Pasadena, CA). De schijf is in dit geval niet soepel en niet vlak - de magnetische velden creëren wazigheid en het sterrenlicht warmt zelfs nog meer stof op.
"Het sterrelicht vertragende materiaal bevindt zich niet in een halo, en niet in de schijf zelf, maar in een schijfatmosfeer die wordt ondersteund door magnetische velden," zei Turner. Hij voegde eraan toe: "De vorming van dergelijke gemagnetiseerde atmosferen wordt verklaard door het feit dat de schijf gas aantrekt in de wolken, wat op zijn beurt bijdraagt aan de groei van de ster."
Astronomen hopen nu op verdere verbetering van dit model en zullen meer protoplanetaire systemen observeren met apparatuur zoals de SOFIA-telescoop bij NASA, de ALMA-telescoop in Chili en de James Webb-ruimtetelescoop van NASA.
