TESS der NASA entdeckt die zweite erdgroße Welt des Planetensystems

Unter Verwendung von Daten des Transiting Exoplanet Survey Satellite der NASA haben Wissenschaftler eine erdgroße Welt namens TOI 700 e identifiziert, die innerhalb der bewohnbaren Zone ihres Sterns umkreist – dem Entfernungsbereich, in dem flüssiges Wasser auf der Oberfläche eines Planeten auftreten könnte. Die Welt ist zu 95 % so groß wie die Erde und wahrscheinlich felsig.

Astronomen hatten zuvor drei Planeten in diesem System entdeckt, genannt TOI 700 b, c und d. Auch Planet d umkreist die bewohnbare Zone. Aber die Wissenschaftler brauchten ein zusätzliches Jahr an TESS-Beobachtungen, um TOI 700 e zu entdecken.

„Dies ist eines der wenigen uns bekannten Systeme mit mehreren kleinen Planeten in bewohnbaren Zonen“, sagte Emily Gilbert, Postdoktorandin am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien, die die Arbeit leitete. „Das macht das TOI 700-System zu einer spannenden Perspektive für weitere Nachverfolgungen. Planet e ist etwa 10 % kleiner als Planet d, also zeigt das System auch, wie zusätzliche TESS-Beobachtungen uns helfen, immer kleinere Welten zu finden.“

Gilbert präsentierte das Ergebnis stellvertretend für ihr Team beim 241. Treffen der American Astronomical Society in Seattle. Eine Arbeit über den neu entdeckten Planeten wurde von akzeptiert Die Briefe des astrophysikalischen Journals.

TOI 700 ist ein kleiner, kühler M-Zwergstern, der etwa 100 Lichtjahre entfernt im südlichen Sternbild Dorado liegt. Im Jahr 2020 gaben Gilbert und andere die Entdeckung des erdgroßen Planeten d in der bewohnbaren Zone bekannt, der sich zusammen mit zwei anderen Welten auf einer 37-Tage-Umlaufbahn befindet.

Der innerste Planet, TOI 700 b, hat etwa 90 % der Größe der Erde und umkreist den Stern alle 10 Tage. TOI 700 c ist über 2,5 Mal größer als die Erde und absolviert alle 16 Tage eine Umlaufbahn. Die Planeten sind wahrscheinlich gezeitenabhängig, was bedeutet, dass sie sich nur einmal pro Umlauf drehen, sodass eine Seite immer dem Stern zugewandt ist, so wie eine Seite des Mondes immer der Erde zugewandt ist.

TESS überwacht große Bereiche des Himmels, sogenannte Sektoren, etwa 27 Tage am Stück. Diese langen Blicke ermöglichen es dem Satelliten, Änderungen der Sternhelligkeit zu verfolgen, die aus unserer Perspektive durch einen Planeten verursacht werden, der vor seinem Stern vorbeizieht, ein Ereignis, das als Transit bezeichnet wird. Die Mission nutzte diese Strategie, um ab 2018 den südlichen Himmel zu beobachten, bevor sie sich dem nördlichen Himmel zuwandte. Im Jahr 2020 kehrte es für weitere Beobachtungen an den Südhimmel zurück. Das zusätzliche Datenjahr ermöglichte es dem Team, die ursprünglichen Planetengrößen zu verfeinern, die etwa 10 % kleiner sind als die ursprünglichen Berechnungen.

„Wenn der Stern etwas näher oder der Planet etwas größer gewesen wäre, hätten wir TOI 700 e vielleicht im ersten Jahr der TESS-Daten erkennen können“, sagte Ben Hord, Doktorand an der University of Maryland, College Park and ein graduierter Forscher am Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland. „Aber das Signal war so schwach, dass wir das zusätzliche Jahr Transitbeobachtungen brauchten, um es zu identifizieren.“

TOI 700 e, der möglicherweise auch von den Gezeiten erfasst wird, benötigt 28 Tage, um seinen Stern zu umkreisen, wobei Planet e zwischen den Planeten c und d in der sogenannten optimistischen habitablen Zone platziert wird.

Wissenschaftler definieren die optimistische bewohnbare Zone als den Bereich von Entfernungen von einem Stern, in dem zu einem bestimmten Zeitpunkt in der Geschichte eines Planeten flüssiges Oberflächenwasser vorhanden sein könnte. Dieses Gebiet erstreckt sich zu beiden Seiten der konservativen bewohnbaren Zone, dem Bereich, in dem Forscher Hypothesen zufolge flüssiges Wasser während des größten Teils der Lebensdauer des Planeten existieren könnten. TOI 700 d umkreist diese Region.

Das Auffinden anderer Systeme mit erdgroßen Welten in dieser Region hilft Planetenwissenschaftlern, mehr über die Geschichte unseres eigenen Sonnensystems zu erfahren.

Eine Nachfolgestudie des TOI 700-Systems mit weltraum- und bodengestützten Observatorien ist im Gange, sagte Gilbert, und könnte weitere Einblicke in dieses seltene System liefern.

„TESS hat gerade sein zweites Jahr der Beobachtung des nördlichen Himmels abgeschlossen“, sagte Allison Youngblood, Forschungsastrophysikerin und stellvertretende TESS-Projektwissenschaftlerin bei Goddard. „Wir freuen uns auf die anderen spannenden Entdeckungen, die im Datenschatz der Mission verborgen sind.“