A cerca de 525 anos-luz, na região do Touro onde se formam estrelas jovens, encontra-se o objeto IRAS 04302+2247. Este disco aparece de perfil, como uma fina faixa escura de gás e poeira. Esta orientação particular permite aos investigadores estudar a sua estrutura em espessura e ver como os grãos de poeira, essenciais para a formação dos planetas, se acumulam em direção ao centro. O disco estende-se por 65 mil milhões de quilómetros, ou seja, muito além do tamanho do nosso Sistema Solar.
Vista do disco formador de planetas IRAS 04302+2247 por Webb.
Crédito: ESA/Webb, NASA & CSA, M. Villenave et al.
Ao contrário das vistas "de cima", que revelam anéis ou espirais, esta observação lateral evidencia a espessura do disco, um parâmetro chave para compreender a eficácia com que a poeira se aglomera e acaba por dar origem a planetas. Para obter estas imagens, os astrónomos combinaram os dados da câmara de infravermelho próximo (NIRCam) e do instrumento de infravermelho médio (MIRI) do Webb, enriquecidos pelas observações óticas do telescópio espacial Hubble. Esta mistura de comprimentos de onda permite seguir o tamanho e a distribuição dos grãos de poeira com uma precisão sem precedentes.
De cada lado do disco, aparecem duas nebulosas de reflexão. A sua forma simétrica, que lembra asas de borboleta, resulta da luz da estrela central refletida pelo gás e pela poeira circundantes. Estas estruturas são testemunhos diretos das trocas de matéria que acompanham o crescimento da estrela, com jatos e fluxos de gás projetados no espaço.
Este trabalho faz parte do programa de observação Webb GO #2562, liderado por F. Ménard e K. Stapelfeldt, que se concentra em quatro discos semelhantes. O objetivo é compreender melhor como a poeira evolui e se transforma nas primeiras etapas da formação planetária. Estas observações dão pistas valiosas sobre o que aconteceu há 4,5 mil milhões de anos, quando o Sol e os planetas do Sistema Solar começaram a emergir.
Detalhe de IRAS 16594-4656 capturado por Webb, mostrando uma região central brilhante atravessada por uma linha escura de poeira, com lóbulos simétricos de gás luminoso.
Crédito: ESA/Webb, NASA & CSA, M. Villenave et al.
Discos protoplanetários: berços dos planetas
Um disco protoplanetário é uma grande estrutura de gás e poeira que rodeia uma estrela nascente. Forma-se quando a matéria de uma nuvem interestelar colapsa sob o efeito da gravidade, achatando-se numa forma de disco em rotação.
No seu interior, os grãos de poeira colam-se uns aos outros, formando gradualmente corpos maiores chamados planetesimais, os blocos de construção dos futuros planetas. Este processo, chamado acreção, depende de muitos fatores como a temperatura, a densidade da matéria e as turbulências no disco.
O estudo de objetos como o IRAS 04302 permite aos astrónomos comparar diferentes discos e identificar o que é comum a todos ou específico de certos tipos de estrelas. Os instrumentos de infravermelho do Webb são particularmente adequados, pois podem atravessar as nuvens de poeira opacas em luz visível, revelando assim detalhes invisíveis de outra forma.