Ein echter "protoplanetarischer Sonnenuntergang" ist zu beobachten, wenn über den Planetenscheiben eigenartige Gas- und Staubschleifen auftreten.
Seit den 1980er Jahren haben sich Astronomen mit diesem geheimen Infrarotlicht um junge Sternensysteme herum auseinandergesetzt, und das Spitzer-Weltraumteleskop der NASA half dabei, es zu enträtseln.
Sterne entstehen durch die Konzentration von Staub- und Gaswolken und ihre gegenseitigen Gravitationseffekte. Wenn die komprimierte Wolke eine bestimmte Dichte erreicht, schmilzt der Kern und ein neuer junger Stern erscheint im Licht. Während dieses Konzentrationsprozesses dreht sich der Stern auf natürliche Weise in der Wolke weiter, bis er reif ist. Verschiedene Substanzen, die während der Geburt eines neuen Sterns gebildet wurden, sammeln sich um ihn herum an und bilden flache, rotierende Protoplanetenscheiben, die sich in feste Körper wie Asteroiden und letztendlich in Planeten verwandeln.
In den 1980er Jahren wurde ein infraroter astronomischer Satellit (IRAS) in die Umlaufbahn gebracht. Dies ermöglichte es, junge Sternsysteme zu betrachten, die Infrarotlicht emittieren. Protoplanetare Scheiben aus Gas und Staub erzeugen ein starkes Infrarotsignal, weil der junge Stern die Scheibe ständig erwärmt und Infrarotwellen ausbreitet.
Schon während dieser frühen Beobachtungen stellten die Astronomen eine Diskrepanz fest: Ihrer Meinung nach erzeugten junge Sternsysteme zu viel Infrarotstrahlung.
Im Laufe der Jahre der weiteren Beobachtung und des Einsatzes fortschrittlicher Technologien haben Wissenschaftler vorgeschlagen, dass die einfache „flache“ Struktur protoplanetarer Scheiben möglicherweise überarbeitet werden muss. Zu den neuen theoretischen Modellen gehörte eine Modifikation der „klassischen“ protoplanetaren Scheibe mit einem Lichthof aus staubigem Material, in dem wie in einer Kapsel ein junger heißer Stern eingeschlossen ist. Dementsprechend fügt dieser Staub auch Wärme hinzu, was die überschüssige Infrarotstrahlung erklären könnte.
Mit dem Spitzer-Teleskop und neuen 3D-Modellierungstechnologien erhielten die Astronomen eine noch umfassendere Antwort.
Während sich die sternbildende Wolke konzentriert, behält der neue Stern nicht nur den Drehimpuls der sich drehenden Wolke bei, sondern konzentriert auch alle darin enthaltenen Magnetfelder. Das Magnetfeld durchdringt die protoplanetare Scheibe und erzeugt riesige Schleifen, die Gas, Staub und Plasma als Falle einschließen und die gasförmige Kugel der Scheibe vergrößern. Diese riesigen Bögen, wie ein heller Kranz aus mit heißem Plasma gefüllten Schleifen, die sich hoch über die Photosphäre der Sonne erheben, können genau das sein, was einen Überschuss an Sternenlicht verursacht. Diese riesigen Lichtbögen, die sich aufheizen, erzeugen noch mehr Infrarotlicht. "Wenn wir irgendwie auf eine dieser Scheiben gelangen und zukünftige Planeten bilden und den Stern in der Mitte betrachten könnten, würden wir ein Bild sehen, das dem Sonnenuntergang sehr ähnlich ist", sagte Neil Turner vom Jet Propulsion Laboratory der NASA (Pasadena, USA). Kalifornien). Die Scheibe ist in diesem Fall nicht glatt und nicht flach - die Magnetfelder erzeugen Unschärfe und das Sternenlicht erwärmt noch mehr Staub.
"Das sternenlichthemmende Material befindet sich nicht in einem Lichthof und nicht in der Scheibe selbst, sondern in einer durch Magnetfelder unterstützten Scheibenatmosphäre", sagte Turner. Er fügte hinzu: "Die Bildung solcher magnetisierten Atmosphären erklärt sich aus der Tatsache, dass die Scheibe Gas in die Wolken zieht, was wiederum zum Wachstum des Sterns beiträgt."
Die Astronomen hoffen nun auf eine weitere Verbesserung dieses Modells und werden mit Geräten wie dem SOFIA-Teleskop der NASA, dem ALMA-Teleskop in Chile und dem James Webb-Weltraumteleskop der NASA weitere protoplanetare Systeme beobachten.
