Une collaboration sans précédent entre les télescopes spatiaux James Webb (JWST) et Hubble a permis de lever le voile sur le disque protoplanétaire entourant l'étoile IRAS 04302, affectueusement surnommée l'étoile « Papillon ». Située dans la région de formation stellaire du Taureau, à environ 525 années-lumière de la Terre, cette jeune étoile offre un aperçu exceptionnel des premières phases de la formation planétaire.
IRAS 04302 est entourée d'un vaste disque de gaz et de poussière, dont le diamètre atteint environ 65 millions de kilomètres. Ce disque constitue la matière première essentielle à la formation potentielle de nouvelles planètes. L'inclinaison de ce disque, observé de profil, le fait apparaître comme une fine ligne sombre qui occulte la lumière de la protoétoile centrale. Cette perspective latérale est particulièrement précieuse pour les astronomes, car elle permet d'étudier la structure verticale du disque et les mécanismes d'accumulation et de déplacement des grains de poussière, des processus fondamentaux pour comprendre la genèse des planètes.
Les instruments MIRI et NIRCam du JWST, combinés aux observations optiques d'Hubble, ont révélé la densité, l'épaisseur et la structure complexe de ce disque. L'étude de tels disques protoplanétaires est cruciale pour élucider les mécanismes de la formation planétaire. La région du Taureau, une pouponnière stellaire active abritant des centaines de jeunes étoiles, offre un environnement idéal pour observer ces processus à leurs débuts. L'âge des étoiles les plus jeunes dans cette région est estimé entre 1 et 2 millions d'années.
Les données recueillies par Webb et Hubble indiquent que les grains de poussière migrent vers le plan médian du disque, s'y accumulant pour former une couche dense propice à la formation planétaire. L'épaisseur de ce disque témoigne de l'efficacité de ce processus. Les observations d'IRAS 04302 mettent en évidence les capacités remarquables du JWST et d'Hubble dans l'étude de la naissance des étoiles et de la formation des systèmes planétaires.
Les découvertes récentes, notamment la confirmation que de nombreux disques protoplanétaires peuvent présenter de légères déformations, similaires à celles observées dans notre propre système solaire, remettent en question les modèles traditionnels d'une formation planétaire parfaitement ordonnée. Ces légères inclinaisons, parfois de seulement quelques degrés, suggèrent que les conditions initiales de formation des systèmes planétaires pourraient être plus chaotiques et dynamiques que ce que l'on pensait. L'analyse des déplacements Doppler des molécules de monoxyde de carbone (CO) a permis de détecter ces déformations, offrant un aperçu fascinant des forces qui façonnent les mondes à travers le cosmos.
En étudiant de tels systèmes, les astronomes acquièrent une compréhension plus claire de l'évolution des étoiles et des planètes, fournissant ainsi un contexte précieux pour la formation de notre propre Système solaire. Les détails révélés, tels que les jets et les écoulements dynamiques au sein du système, témoignent des processus actifs qui façonnent l'environnement où les planètes pourraient émerger.