Un véritable «coucher de soleil protoplanétaire» peut être observé lorsque des boucles particulières de gaz et de poussière apparaissent au-dessus des disques planétaires.
Depuis les années 1980, les astronomes se sont disputés cette lueur infrarouge secrète entourant de jeunes systèmes stellaires. Le télescope spatial Spitzer de la NASA a contribué à sa résolution.
Les étoiles apparaissent à la suite de la concentration de nuages de poussière et de gaz et de leurs effets gravitationnels les uns sur les autres. Lorsque le nuage comprimé atteint une certaine densité, le noyau fond et une nouvelle étoile jeune apparaît à la lumière. Pendant que ce processus de concentration se poursuit, l’étoile continue à tourner naturellement dans le nuage, jusqu’à ce qu’elle atteigne sa maturité. Diverses substances formées lors de la naissance d’une nouvelle étoile s’accumulent autour de celle-ci, formant ainsi des disques protoplanétaires en rotation qui se transforment en corps solides comme des astéroïdes et, finalement, en planètes.
Dans les années 1980, un satellite astronomique infrarouge (IRAS) a été lancé sur orbite. Cela a permis d’envisager de jeunes systèmes stellaires émettant de la lumière infrarouge. Les disques protoplanétaires de gaz et de poussières produisent un signal infrarouge puissant, car la jeune étoile chauffe constamment le disque et transmet les ondes infrarouges.
Cependant, même au cours de ces premières observations, les astronomes ont remarqué une différence: à leur avis, les systèmes à étoiles jeunes produisaient trop de rayonnement infrarouge.
Au fil des années d'observation et d'utilisation de technologies de pointe, les scientifiques ont suggéré que la structure «plate» simple des disques protoplanétaires pourrait devoir être révisée. Les nouveaux modèles théoriques incluaient une modification du disque protoplanétaire «classique», avec l'ajout d'un halo de matériau poussiéreux, dans lequel, comme dans une capsule, une jeune étoile chaude est enfermée. En conséquence, cette poussière ajoute également de la chaleur, ce qui pourrait expliquer l'excès de rayonnement infrarouge.
Mais en utilisant le télescope Spitzer et les nouvelles technologies de modélisation 3D, les astronomes ont reçu une réponse encore plus complète.
À mesure que le nuage formant des étoiles se concentre, la nouvelle étoile préserve non seulement le moment cinétique du nuage en rotation, mais concentre également tous les champs magnétiques qu'il contient. Le champ magnétique traverse le disque protoplanétaire et crée des boucles énormes, piégeant gaz, poussières et plasma comme un piège et augmentant la sphère gazeuse du disque. Ces énormes arcs, comme une guirlande lumineuse de boucles remplies de plasma chaud, s'élevant bien au-dessus de la photosphère du Soleil, peuvent être à l’origine d’un excès de lumière stellaire. Ces énormes arcs, chauffés, produisent encore plus de lumière infrarouge. "Si nous pouvions d'une manière ou d'une autre pénétrer sur l'un de ces disques, former de futures planètes et regarder l'étoile au centre, nous verrions une image très similaire au coucher de soleil", a déclaré Neil Turner du laboratoire Jet Propulsion de la NASA (Pasadena, Californie). Dans ce cas, le disque n’est ni lisse ni lisse. Les champs magnétiques créent un effet de flou et la lumière stellaire réchauffe encore plus de poussière.
"Le matériau retardateur de lumière stellaire ne se trouve pas dans un halo ni dans le disque, mais dans une atmosphère de disque supportée par des champs magnétiques", a déclaré Turner. Il a ajouté: "La formation d'atmosphères aussi magnétisées s'explique par le fait que le disque attire les gaz dans les nuages, ce qui contribue à la croissance de l'étoile."
Les astronomes espèrent maintenant améliorer encore ce modèle et observeront davantage de systèmes protoplanétaires avec des équipements tels que le télescope SOFIA de la NASA, le télescope ALMA au Chili et le télescope spatial James Webb de la NASA.
