Prawdziwy „zachód protoplanetarny” można zaobserwować, gdy nad dyskami planetarnymi pojawiają się osobliwe pętle gazu i pyłu.
Od lat osiemdziesiątych astronomowie walczyli o tę tajemniczą poświatę podczerwoną wokół młodych układów gwiezdnych, a kosmiczny teleskop Spitzera NASA pomógł go rozwikłać.
Gwiazdy pojawiają się w wyniku koncentracji obłoków pyłu i gazu i ich wzajemnego oddziaływania grawitacyjnego. Gdy skompresowana chmura osiągnie określoną gęstość, jądro topi się i pojawia się nowa młoda gwiazda w świetle. Podczas gdy ten proces koncentracji trwa, gwiazda nadal obraca się naturalnie w chmurze, dopóki gwiazda nie osiągnie dojrzałości. Różne substancje powstałe podczas narodzin nowej gwiazdy gromadzą się wokół niej, tworząc płaskie wirujące dyski protoplanetarne, które zamieniają się w ciała stałe, takie jak asteroidy, a ostatecznie w planety.
W latach 80. na orbitę wystrzelono satelitę astronomicznego na podczerwień (IRAS). Pozwoliło to rozważyć młode systemy gwiezdne emitujące światło podczerwone. Dyski protoplanetarne gazu i pyłu wytwarzają silny sygnał podczerwony, ponieważ młoda gwiazda stale podgrzewa dysk i propaguje fale podczerwone.
Jednak nawet podczas tych wczesnych obserwacji astronomowie zauważyli rozbieżność: ich zdaniem młode systemy gwiezdne wytwarzały za dużo promieniowania podczerwonego.
Przez lata dalszych obserwacji i korzystania z zaawansowanych technologii naukowcy sugerowali, że prosta „płaska” struktura dysków protoplanetarnych może wymagać rewizji. Nowe modele teoretyczne obejmowały modyfikację „klasycznego” dysku protoplanetarnego z dodatkiem halo z zakurzonego materiału, w którym, jak w kapsule, znajduje się młoda gorąca gwiazda. W związku z tym pył ten dodaje ciepła, co może wyjaśniać nadmiar promieniowania podczerwonego.
Ale za pomocą teleskopu Spitzera i nowych technologii modelowania 3D astronomowie otrzymali jeszcze pełniejszą odpowiedź.
Gdy chmura formująca gwiazdy koncentruje się, nowa gwiazda nie tylko zachowuje moment pędu obracającej się chmury, ale także koncentruje wszystkie zawarte w niej pola magnetyczne. Pole magnetyczne przechodzi przez dysk protoplanetarny i tworzy ogromne pętle, wychwytując gaz, pył i plazmę jako pułapkę i zwiększając gazową sferę dysku. Te ogromne łuki, jak jasny wieniec z pętli wypełnionych gorącą plazmą, wznoszący się wysoko ponad fotosferą Słońca, mogą być tylko przyczyną nadmiaru światła gwiazd. Te ogromne łuki, nagrzewające się, wytwarzają jeszcze więcej światła podczerwonego. „Gdybyśmy mogli jakoś dostać się na jeden z tych dysków, tworząc przyszłe planety i spojrzeć na gwiazdę w centrum, zobaczylibyśmy obraz bardzo podobny do zachodu słońca” - powiedział Neil Turner z Laboratorium Napędów Odrzutowych NASA (Pasadena, Kalifornia). Dysk w tym przypadku nie jest gładki i nie jest płaski - pola magnetyczne powodują rozmycie, a światło gwiazd nagrzewa jeszcze więcej kurzu.
„Materiał opóźniający światło gwiazd nie znajduje się w halo, a nie w samym dysku, ale w atmosferze dysku wspieranej przez pola magnetyczne” - powiedział Turner. Dodał: „Tworzenie takich namagnesowanych atmosfer tłumaczy się tym, że dysk przyciąga gaz do chmur, co z kolei przyczynia się do wzrostu gwiazdy”.
Astronomowie mają teraz nadzieję na dalsze ulepszenie tego modelu i będą obserwować więcej systemów protoplanetarnych ze sprzętem, takim jak teleskop SOFIA w NASA, teleskop ALMA w Chile i teleskop kosmiczny James Webb z NASA.
