TESS, Transiting Exoplanet Survey Satellite, lanserades 2018 med målet att upptäcka små planeter runt solens närmaste grannar, stjärnor som är tillräckligt ljusa för att möjliggöra uppföljande karakteriseringar av deras planeters massor och atmosfärer. TESS har hittills upptäckt sjutton små planeter runt elva närliggande stjärnor som är M-dvärgar – stjärnor som är mindre än solen (mindre än cirka 60 % av solens massa) och kallare (yttemperaturer mindre än cirka 3900 kelvin). I en serie av tre tidningar som publicerades tillsammans denna månad, astronomer rapporterar att en av dessa planeter, TOI-700d, är jordliknande och ligger också i sin stjärnas beboeliga zon; de diskuterar också dess möjliga klimat.

Center for Astrophysics astronomer Joseph Rodriguez, Laura Kreidberg, Karen Collins, Samuel Quinn, Dave Latham, Ryan Cloutier, Jennifer Winters, Jason Eastman, och David Charbonneau var med i teamen som studerade TOI-700d, en av tre små planeter som kretsar kring en M dvärgstjärna (dess massa är 0,415 solmassor) som ligger hundra och två ljusår från jorden. TESS-dataanalysen fann att de preliminära storlekarna på planeterna var ungefär lika stora som jorden, 1,04, 2,65 och 1,14 jordradii, respektive, och deras omloppsperioder som 9,98, 16.05, och 37,42 dagar, respektive. I vårt solsystem, Merkurius kretsar runt solen på cirka 88 dagar; det är så nära solen att dess temperatur kan nå över 400 Celsius. Men eftersom denna M-dvärgstjärna är jämförelsevis kall omloppsbanan för sin tredje planet, även om mycket närmare stjärnan än Merkurius är solen, placerar den i den beboeliga zonen – den region inom vilken temperaturerna tillåter ytvatten (om något finns) att förbli flytande när det också finns en atmosfär. Det gör denna jordstora planet TOI-700d särskilt intressant som en potentiell värd för liv.

TESS-detekteringarna var spännande men osäkra:signalerna var svaga och en liten möjlighet kvarstod att TOI-700d-detekteringen var falsk. På grund av den potentiella betydelsen av att hitta en närliggande planet i en jordstorlek i en beboelig zon, TESS-forskarna vände sig till IRAC-kameran på Spitzer Space Observatory för bekräftelse. Innan den stängdes av av NASA i februari 2020, IRAC-kameran var den i särklass mest känsliga nära infraröda kameran i rymden. TESS-teamet observerade TOI-700 med IRAC i oktober 2019 och januari 2020, få tydliga upptäckter av planeterna med ungefär dubbelt så mycket signal-till-brus som TESS, tillräckligt för att ge en 61% förbättring av planetens omloppsbana och för att avsevärt förfina vår kunskap om dess andra egenskaper, förfina radien enligt ovan och hitta massan till 2,1 jordmassor. Resultaten, speciellt i jämförelse med andra planeters egenskaper, tyder på att denna planet kan vara stenig och sannolikt är "tidvattenlåst" med en sida av planeten alltid vänd mot stjärnan.

Om det fanns flytande vatten på ytan av TOI-700d, astronomerna hävdar, det skulle också finnas vattenförande moln i atmosfären, och teamet använder klimatsystemmodeller för att uppskatta dess möjliga egenskaper och vad mer känsliga mätningar kan hitta. De drar slutsatsen, dock, att väntande rymduppdrag, inklusive JWST, kommer förmodligen att sakna känsligheten för att upptäcka atmosfäriska egenskaper med en faktor tio eller mer. Deras detaljerade klimatstudier kommer ändå att hjälpa astronomer att begränsa de typer av teleskop och instrument som kommer att behövas för att undersöka denna spännande nya granne.