TESS обнаружил первую планету, размером с Землю, в обитаемой зоне звезды

На данный момент TESS обнаружил семнадцать малых планет вокруг одиннадцати ближайших карликов класса M - звезд, которые меньше Солнца (менее 60% его массы) и более холодные (температура поверхности менее 3900 Кельвинов). Астрономы сообщают, что одна из этих планет, TOI-700d, размером с Землю и расположена в обитаемой зоне своей звезды; они также обсуждают её возможный климат.

Астрономы из Центра астрофизики изучали TOI-700d, одну из трех малых планет, вращающихся вокруг карлика класса M (ее масса 0,415 массы Солнца), которая расположена в 102 световых годах от Земли. Анализ данных TESS показал, что ориентировочные размеры планет примерно равны размерам Земли: 1,04, 2,65 и 1,14 земного радиуса соответственно, а их орбитальные периоды равны 9,98, 16,05 и 37,42 дня соответственно. В нашей Солнечной системе Меркурий обращается вокруг Солнца примерно за 88 дней; он так близко к Солнцу, что его температура может достигать более 400 градусов Цельсия. Но поскольку этот M-карлик сравнительно прохладнее, даже несмотря на то, что третья планета намного ближе к звезде, чем Меркурий к Солнцу, это помещает её в обитаемую зону - область, в которой температура позволяет воде на поверхности (если таковая имеется) оставаться жидкой при наличии атмосферы. Это делает эту планету размером с Землю TOI-700d особенно интересной в качестве потенциального носителя жизни.

Обнаружения TESS были захватывающими, но неопределёнными: сигналы были слабыми, и оставалась небольшая вероятность того, что обнаружение TOI-700d было ложным. Из-за потенциальной важности обнаружения ближайшей планеты размером с Землю в обитаемой зоне, ученые TESS обратились за подтверждением к камере IRAC на космической обсерватории Spitzer. Перед отключением в феврале 2020 года камера IRAC была самой чувствительной камерой ближнего инфракрасного диапазона в космосе. Команда TESS наблюдала TOI-700 с помощью IRAC в октябре 2019 года и январе 2020 года, получив четкие данные планет с удвоенным отношением сигнал/шум, чем TESS, что достаточно для уточнения орбиты планеты на 61% и знаний о других её характеристиках, уточнив радиус и обнаружив, что масса равна 2,1 массы Земли. Результаты, особенно по сравнению со свойствами других планет, предполагают, что эта планета может быть каменистой и, вероятно, будет вращаться синхронно, причем одна сторона планеты всегда обращена к звезде.

Если бы на поверхности TOI-700d была жидкая вода, утверждают астрономы, в атмосфере также были бы водоносные облака, и команда использует модели климатической системы, чтобы оценить ее возможные свойства и то, что могут найти более чувствительные измерения. Они приходят к выводу, что предстоящие космические миссии, включая JWST, не будут обладать достаточной чувствительностью для обнаружения атмосферных особенностей. Тем не менее их подробные климатические исследования помогут астрономам выбрать телескопы и инструменты, которые потребуются для исследования этого захватывающего нового соседа.