TESS, il Transiting Exoplanet Survey Satellite, è stato lanciato nel 2018 con l'obiettivo di scoprire piccoli pianeti intorno ai vicini più prossimi del Sole, stelle abbastanza luminose da consentire caratterizzazioni successive delle masse e delle atmosfere dei loro pianeti. TESS ha finora scoperto diciassette piccoli pianeti intorno a undici stelle vicine che sono nane M, stelle più piccole del Sole (meno del 60% circa della massa solare) e più fredde (temperature superficiali inferiori a circa 3900 kelvin). In una serie di tre articoli apparsi insieme questo mese, gli astronomi riferiscono che uno di questi pianeti, TOI-700d, è grande quanto la Terra e si trova anche nella zona abitabile della sua stella; discutono anche del suo possibile clima.

Centro per gli astronomi di astrofisica Joseph Rodriguez, Laura Kreidberg, Karen Collins, Samuel Quinn, Dave Latham, Ryan Cloutier, Jennifer Winters, Jason Eastman, e David Charbonneau erano nelle squadre che hanno studiato TOI-700d, uno dei tre piccoli pianeti in orbita attorno a una stella nana M (la sua massa è di 0,415 masse solari) situato a centodue anni luce dalla Terra. L'analisi dei dati di TESS ha rilevato che le dimensioni provvisorie dei pianeti sono approssimativamente delle dimensioni della Terra, 1.04, 2,65 e 1,14 raggi terrestri, rispettivamente, e i loro periodi orbitali come 9.98, 16.05, e 37,42 giorni, rispettivamente. Nel nostro sistema solare, Mercurio orbita intorno al Sole in circa 88 giorni; è così vicino al Sole che la sua temperatura può superare i 400 gradi Celsius. Ma poiché questa stella nana M è relativamente fredda rispetto all'orbita del suo terzo pianeta, anche se molto più vicino alla stella di quanto Mercurio sia al Sole, lo colloca nella zona abitabile - la regione all'interno della quale le temperature consentono all'acqua superficiale (se presente) di rimanere liquida quando c'è anche un'atmosfera. Ciò rende questo pianeta delle dimensioni della Terra TOI-700d particolarmente interessante come potenziale ospite per la vita.

I rilevamenti di TESS erano eccitanti ma incerti:i segnali erano deboli e rimaneva una piccola possibilità che il rilevamento TOI-700d fosse spurio. A causa della potenziale importanza di trovare un vicino pianeta delle dimensioni della Terra in una zona abitabile, gli scienziati di TESS si sono rivolti alla telecamera IRAC sull'Osservatorio spaziale di Spitzer per avere conferma. Prima di essere spento dalla NASA nel febbraio 2020, la telecamera IRAC era di gran lunga la telecamera nel vicino infrarosso più sensibile nello spazio. Il team TESS ha osservato TOI-700 con l'IRAC nell'ottobre del 2019 e nel gennaio del 2020, acquisire chiare rilevazioni dei pianeti con circa il doppio del rapporto segnale-rumore di TESS, abbastanza per dare un miglioramento del 61% nell'orbita del pianeta e per affinare significativamente la nostra conoscenza delle sue altre caratteristiche, raffinando il raggio come sopra e trovando che la massa è 2,1 masse terrestri. I risultati, soprattutto se confrontato con le proprietà di altri pianeti, suggeriscono che questo pianeta potrebbe essere roccioso e probabilmente "bloccato in base alle maree" con un lato del pianeta sempre rivolto verso la stella.

Se ci fosse acqua liquida sulla superficie di TOI-700d, discutono gli astronomi, ci sarebbero anche nuvole acquifere nell'atmosfera, e il team utilizza modelli del sistema climatico per stimare le sue possibili proprietà e quali misurazioni più sensibili potrebbero trovare. Concludono, però, che le missioni spaziali in attesa, compreso JWST, probabilmente non avrà la sensibilità per rilevare le caratteristiche atmosferiche di un fattore dieci o più. I loro studi climatici dettagliati aiuteranno tuttavia gli astronomi a limitare i tipi di telescopi e strumenti che saranno necessari per investigare su questo nuovo eccitante vicino.