W 2018 roku wystrzelono teleskop kosmiczny TESS (akronim od Transiting Exoplanet Survey Satelite). Należy on do agencji NASA i ma być następcą teleskopu Keplera. TESS w ciągu prawie dwóch lat działania zdołał odkryć wiele nowych planet pozasłonecznych. Przełomowym momentem jest jednak odkrycie pierwszej planety wielkością zbliżonej do Ziemi, która znajduje się w ekosferze gwiazdy centralnej. Ekosfera to strefa wokół gwiazdy, w której panują warunki umożliwiające istnienie wody w stanie ciekłym na planetach. Oznacza to, że możliwe jest tam istnienie życia podobnego do tego na Ziemi.

Planeta, którą zaobserwował TESS, nosi nazwę TOI 700 d. Jest ona jedną z niewielu znanych planet wielkości Ziemi znajdującej się strefie zdatnej do zamieszkania.

TESS to urządzenie stworzone w celu odkrywania planet bliźniaczych Ziemi. Obserwuje planety zbliżone wielkością do Ziemi, krążące blisko swoich gwiazd centralnych.

Pole obserwacji TESS jest podzielone na sektory. Każdy z nich jest obserwowany przez 27 dni. Dzięki temu, że czas obserwacji jednego sektora jest taki długi, satelita może zarejestrować zmiany jasności gwiazd spowodowane przez tranzyt, zjawisko, w którym planeta przechodzi między swoją gwiazdą centralną a obserwatorem na Ziemi i w niewielkim stopniu zmniejsza jasność gwiazdy.

Ilustracja obrazująca układ jednego z czterdziestu sektorów. Każdy sektor jest obserwowany przez 4 kamery.

Gwiazda TOI 700 jest zimnym, czerwonym karłem znajdującym się niewiele ponad 100 lat świetlnych od Ziemi w gwiazdozbiorze Złotej Ryby. Ma masę równą 40% masy Słońca i o połowę chłodniejszą powierzchnię. Pojawia się aż w 11 z 13 sektorów nieba zaobserwowanych przez TESS w ciągu pierwszego roku działania.

Najbardziej wewnętrzna planeta o nazwie TOI 700 b jest prawie dokładnie tej samej wielkości co Ziemia, najprawdopodobniej również jest skalista. Okrąża gwiazdę centralną w bardzo szybko, aż w 10 dni! Druga planeta od gwiazdy jest 2.6 razy większa od ziemi i okrąża gwiazdę z okresem 16 dni. Najciekawsza jest najdalsza planeta – TOI 700 d. Znajduje się ona w ekosferze swojej gwiazdy, a jej promień jest o 20% większy niż promień Ziemi. Okrąża ona gwiazdę TOI 700 w ciągu 37 dni. Co ciekawe, planeta TOI 700 d jest cały czas zwrócona do gwiazdy tą samą stroną, takie samo zjawisko zachodzi w przypadku układu Ziemia – Księżyc.

Wizja artystyczna planety TOI 700 d.

Obserwacje teleskopu TESS zostały potwierdzone za pomocą Kosmicznego Teleskopu Spitzera oraz  metrowego teleskopu znajdującego się w obserwatorium Las Cumbres. Dzięki temu dokładność obserwacji znacząco wzrosła.

Gwiazda TOI 700 jest stosunkowo jasna i bliska, nie zaobserwowano też na niej jeszcze żadnych rozbłysków, to wszystko czyni ją najlepszym kandydatem do prowadzenia dokładniejszych obserwacji. Celem takich badań będzie między innymi potwierdzenie teorii, że zarówno wewnętrzna, jak i zewnętrzna planeta są skaliste, a znajdująca się w środku TOI 700 c jest planetą gazową. W przyszłości będzie również możliwe stwierdzenie czy planety mają atmosfery oraz określenie ich składu.

Mimo że dokładne warunki panujące na TOI 700 d pozostają tajemnicą, naukowcy wykorzystują obecnie znane informacje (jak na przykład wielkość planety czy typ gwiazdy centralnej) do tworzenia modeli. Jedno z ciekawszych przewidywań zakłada, że TOI 700 d jest pokryta oceanem i ma gęstą atmosferę składającą się głównie z dwutlenku węgla, podobnie jak Mars na początku swojego istnienia. Jak można określić skład atmosfery, kiedy planeta znajduje się daleko i jest bardzo mała w porównaniu ze swoją gwiazdą? To proste! Wystarczy spojrzeć na planetę kiedy przechodzi na tle tarczy swojej gwiazdy. Fotony pochodzące z gwiazdy przechodząc przez atmosferę, oddziałuje z cząsteczkami (np. dwutlenku węgla czy azotu) i zostają zaabsorbowane. W wyniku tego widzimy linie spektralne.

Autor

Maria Puciata-Mroczynska