NASA:s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) har upptäckt en värld mellan Mars och jordens storlek som kretsar runt en ljus, Häftigt, närliggande stjärna. Planeten, kallas L 98-59b, markerar det minsta som TESS upptäckt hittills.

Två andra världar kretsar kring samma stjärna. Även om alla tre planeternas storlekar är kända, ytterligare studier med andra teleskop kommer att behövas för att avgöra om de har atmosfärer och, om så är fallet, vilka gaser som finns. L 98-59-världarna nästan fördubblar antalet små exoplaneter – det vill säga, planeter bortom vårt solsystem – som har den bästa potentialen för den här typen av uppföljning.

"Upptäckten är en stor ingenjörsmässig och vetenskaplig prestation för TESS, sa Veselin Kostov, en astrofysiker vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, och SETI Institute i Mountain View, Kalifornien. "För atmosfäriska studier av små planeter, du behöver korta banor runt ljusa stjärnor, men sådana planeter är svåra att upptäcka. Detta system har potential för fascinerande framtida studier."

Ett papper om resultaten, ledd av Kostov, publicerades i numret 27 juni av The Astronomical Journal och är nu tillgänglig online.

L 98-59b är cirka 80 % av jordens storlek och cirka 10 % mindre än den tidigare rekordhållaren som upptäcktes av TESS. Dess värdstjärna, L 98-59, är en M-dvärg som är ungefär en tredjedel av solens massa och ligger cirka 35 ljusår bort i den södra stjärnbilden Volans. Medan L 98-59b är ett rekord för TESS, ännu mindre planeter har upptäckts i data som samlats in av NASA:s Kepler-satellit, inklusive Kepler-37b, som bara är 20% större än månen.

De två andra världarna i systemet, L 98-59c och L 98-59d, är cirka 1,4 respektive 1,6 gånger jordens storlek. Alla tre upptäcktes av TESS med hjälp av transiter, periodiska nedgångar i stjärnans ljusstyrka som orsakas när varje planet passerar framför den.

TESS övervakar ett 24 gånger 96-graders område av himlen, kallas en sektor, i 27 dagar åt gången. När satelliten avslutar sitt första år av observationer i juli, L 98-59-systemet kommer att ha dykt upp i sju av de 13 sektorer som utgör den södra himlen. Kostovs team hoppas att detta kommer att göra det möjligt för forskare att förfina vad som är känt om de tre bekräftade planeterna och söka efter ytterligare världar.

"Om du har mer än en planet som kretsar i ett system, de kan interagera gravitationsmässigt med varandra, sa Jonathan Brande, en medförfattare och astrofysiker vid Goddard och University of Maryland, College Park. "TESS kommer att observera L 98-59 i tillräckligt många sektorer för att kunna upptäcka planeter med omloppsbanor runt 100 dagar. Men om vi har riktigt tur, vi kan se gravitationseffekterna av oupptäckta planeter på de vi för närvarande känner."

M-dvärgar som L 98-59 står för tre fjärdedelar av vår Vintergatans galaxs stjärnpopulation. Men de är inte större än ungefär hälften av solens massa och är mycket svalare, med yttemperaturer som är mindre än 70 % av solens. Andra exempel inkluderar TRAPPIST-1, som är värd för ett system av sju planeter i jordstorlek, och Proxima Centauri, vår närmaste stjärngranne, som har en bekräftad planet. Eftersom dessa små, coola stjärnor är så vanliga, forskare vill lära sig mer om planetsystemen som bildas runt dem.

L 98-59b, den innersta världen, kretsar var 2,25:e dag, håller sig så nära stjärnan att den får så mycket som 22 gånger den mängd energi som jorden får från solen. Mellanplaneten, L 98-59c, kretsar var 3,7:e dag och upplever ungefär 11 gånger så mycket strålning som jorden. L 98-59d, den längsta planeten som identifierats i systemet hittills, kretsar var 7,5:e dag och sprängs med ungefär fyra gånger så mycket strålningsenergi som jorden.

Ingen av planeterna ligger inom stjärnans "boeliga zon, " intervallet av avstånd från stjärnan där flytande vatten kan finnas på deras ytor. alla ockuperar det som forskare kallar Venuszonen, en rad stjärnavstånd där en planet med en initial jordliknande atmosfär kunde uppleva en skenande växthuseffekt som förvandlar den till en Venusliknande atmosfär. Baserat på dess storlek, den tredje planeten kan antingen vara en Venus-liknande stenig värld eller en mer som Neptunus, med en liten, stenig kärna låg under en djup atmosfär.

Ett av TESS mål är att bygga en katalog med små, steniga planeter på korta banor runt mycket ljusa, närliggande stjärnor för atmosfärisk studie av NASA:s kommande rymdteleskop James Webb. Fyra av TRAPPIST-1-världarna är främsta kandidater, och Kostovs team föreslår att L 98-59-planeterna också är det.

TESS-uppdraget föder vår önskan att förstå var vi kom ifrån och om vi är ensamma i universum.

"Om vi ​​såg solen från L 98-59, transiteringar av Jorden och Venus skulle få oss att tro att planeterna är nästan identiska, men vi vet att de inte är det, sa Joshua Schlieder, en medförfattare och en astrofysiker på Goddard. "Vi har fortfarande många frågor om varför jorden blev beboelig och Venus inte gjorde det. Om vi ​​kan hitta och studera liknande exempel runt andra stjärnor, som L 98-59, vi kan potentiellt låsa upp några av dessa hemligheter."