p TESS, o satélite de pesquisa de exoplanetas em trânsito, foi lançado em 2018 com o objetivo de descobrir pequenos planetas em torno dos vizinhos mais próximos do Sol, estrelas brilhantes o suficiente para permitir caracterizações subsequentes das massas e atmosferas de seus planetas. A TESS descobriu até agora dezessete pequenos planetas em torno de onze estrelas próximas que são anãs M - estrelas que são menores que o Sol (menos de cerca de 60% da massa do Sol) e mais frias (temperaturas de superfície menores que cerca de 3900 kelvin). Em uma série de três artigos que apareceram juntos este mês, astrônomos relatam que um desses planetas, TOI-700d, tem o tamanho da Terra e também está localizado na zona habitável de sua estrela; eles também discutem seu possível clima. p Os astrônomos do Centro de Astrofísica Joseph Rodriguez, Laura Kreidberg, Karen Collins, Samuel Quinn, Dave Latham, Ryan Cloutier, Jennifer Winters, Jason Eastman, e David Charbonneau estavam nas equipes que estudaram TOI-700d, um dos três pequenos planetas orbitando uma estrela anã M (sua massa é 0,415 massas solares) localizada a cento e dois anos-luz da Terra. A análise de dados do TESS encontrou os tamanhos provisórios dos planetas como sendo aproximadamente do tamanho da Terra, 1.04, 2,65 e 1,14 raios terrestres, respectivamente, e seus períodos orbitais como 9,98, 16.05, e 37,42 dias, respectivamente. Em nosso sistema solar, Mercúrio orbita o Sol em cerca de 88 dias; está tão perto do Sol que sua temperatura pode chegar a mais de 400 Celsius. Mas porque esta estrela M-anã é comparativamente fria na órbita de seu terceiro planeta, embora muito mais perto da estrela do que Mercúrio está do Sol, coloca-o na zona habitável - a região dentro da qual as temperaturas permitem que as águas superficiais (se houver) permaneçam líquidas quando também há uma atmosfera. Isso torna este planeta do tamanho da Terra TOI-700d particularmente interessante como um hospedeiro potencial para a vida.

p As detecções do TESS foram excitantes, mas incertas:os sinais eram fracos e restava uma pequena possibilidade de que a detecção do TOI-700d fosse espúria. Devido à importância potencial de encontrar um planeta próximo do tamanho da Terra em uma zona habitável, os cientistas do TESS se voltaram para a câmera IRAC no Observatório Espacial Spitzer para confirmação. Antes de ser desligado pela NASA em fevereiro de 2020, a câmera IRAC era de longe a câmera de infravermelho próximo mais sensível do espaço. A equipe TESS observou TOI-700 com IRAC em outubro de 2019 e janeiro de 2020, adquirir detecções claras dos planetas com cerca de duas vezes o sinal-ruído do TESS, o suficiente para dar uma melhoria de 61% na órbita do planeta e para refinar significativamente nosso conhecimento de suas outras características, refinando o raio como acima e encontrando a massa de 2,1 massas terrestres. Os resultados, especialmente quando comparado com as propriedades de outros planetas, sugerem que este planeta pode ser rochoso e provavelmente "travado pela maré" com um lado do planeta sempre voltado para a estrela.

p Se houvesse água líquida na superfície do TOI-700d, os astrônomos argumentam, também haveria nuvens carregadas de água na atmosfera, e a equipe usa modelos de sistemas climáticos para estimar suas propriedades possíveis e quais medições mais sensíveis podem encontrar. Eles concluem, Contudo, que as missões espaciais pendentes, incluindo JWST, provavelmente não terá sensibilidade para detectar características atmosféricas por um fator de dez ou mais. Seus estudos climáticos detalhados, no entanto, ajudarão os astrônomos a restringir os tipos de telescópios e instrumentos que serão necessários para investigar este novo e excitante vizinho.