Da sempre, l'affascinante mistero di come la nostra Terra e gli altri pianeti del Sistema Solare si siano formati miliardi di anni fa ha occupato le menti degli astronomi, lasciando ancora molti interrogativi. Si sa che le stelle nascono da gigantesche nubi di gas e polvere, e che i pianeti si creano dai dischi di materiale che rimangono a girare intorno a esse. Tuttavia, osservare queste "culle" in profondità è sempre stato un compito arduo. La polvere, che è proprio l'ingrediente principale, nasconde ciò che si trova al loro interno, e persino i telescopi più potenti fino a poco tempo fa non riuscivano a cogliere i dettagli più fini.
Ora, il Telescopio Spaziale James Webb della NASA, in collaborazione con il Telescopio Spaziale Hubble, ha fornito una nuova e mozzafiato visione di IRAS 04302+2247, conosciuta anche come la Stella Farfalla. A circa 525 anni luce di distanza, nella regione di formazione stellare del Toro, questa giovane protostella è circondata da un enorme disco protoplanetario. La sua estensione è impressionante, ben 65 miliardi di chilometri, un'ampiezza di varie volte superiore a quella del nostro Sistema Solare. Le immagini dettagliate di questi dischi, catturate dal Webb, stanno aiutando i ricercatori a capire come la polvere si evolve fino a diventare un pianeta, fornendo preziose intuizioni su ciò che accadde 4,5 miliardi di anni fa, quando si formò il nostro mondo.
Per studiare questa culla stellare, gli astronomi hanno utilizzato la fotocamera a infrarossi di Webb, NIRCam, e lo strumento MIRI, combinandoli con le osservazioni ottiche di Hubble.
Insieme, hanno catturato il disco di IRAS 04302 in modo incredibilmente dettagliato. La cosa che rende questa osservazione unica è il suo orientamento: il disco è visto di taglio, o "edge-on", dal nostro punto di vista sulla Terra. Ciò significa che Webb lo vede come una banda scura e sottile che blocca la luce brillante della stella al centro.
Questa prospettiva ci permette di studiare la sua struttura verticale, il suo spessore e il modo in cui i granelli di polvere si stanno depositando verso il piano centrale. Questo processo di "assestamento" è fondamentale perché permette ai granelli di unirsi e crescere, trasformandosi nei mattoni fondamentali che daranno vita ai pianeti. L'aspetto che rende la Stella Farfalla così sorprendente sono le due ali luminose di gas e polvere che si sprigionano ai lati del disco. Queste nebulose a riflessione brillano perché la luce della protostella rimbalza su di esse, creando la caratteristica forma che ricorda una farfalla.
La striscia scura che attraversa il centro è in realtà l'addensamento di polvere e gas che avvolge la giovane stella, rendendo più facile per Webb rilevare le deboli caratteristiche intorno a essa. Hubble, da parte sua, ha evidenziato piccoli grumi e strisce vicino alla banda di polvere, dimostrando che la stella sta ancora attivamente accumulando materiale dal suo ambiente circostante, rilasciando al tempo stesso getti e flussi. Questo progetto fa parte del programma GO #2562 del Webb, che si concentra su quattro dischi protoplanetari allineati di taglio. Mappando in modo così dettagliato il disco protoplanetario della Stella Farfalla, gli astronomi stanno assemblando un puzzle fondamentale della scienza planetaria: come semplici grani di polvere e gas si trasformino in mondi.
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