Az exobolygó-vadász TESS űrszonda fedezte fel, a Spitzer űrteleszkóp segítségével megerősítették a felfedezést, majd pedig modellezték a bolygó lehetséges környezeti viszonyait.

A TOI 700 d jelű bolygó a déli féltekés Aranyhal csillagképben található (ez a Nagy Magellán Felhő szomszédságában látszik a déli égen, jellegtelen, halvány csillagkép), és a csillaga körüli lakhatósági zónában kering, tömegét szinte a Földével azonosnak becsülték meg. Csillaga a Napunk tömegének kb. 40%-át kitevő M-típusú törpe, vagyis olyan csillag, amely nemcsak kisebb, de hűvösebb is Napunknál, nagyjából annak felét éri el a felszíni hőmérséklete.
A TOI 700 d azon kevés exobolygók közé tartozik, amely földszerű, és lakhatósági zónán belül is kering, a TESS felfedezései közt pedig ez az első ilyen. Ez persze semmit nem jelent, nem kell rögtön jóképű, csokornyakkendős kis zöld emberkéket elképzelni rá, amint díszsorfalban állva ünneplik, hogy rájuk találtunk (erről a témáról egy igen jó írás), viszont ezzel a szalagcímmel jól eladható a felfedezés híre, s a hasonló küldetések finanszírozásához elengedhetetlen népszerűséget lehet vele növelni, ezzel támogatva a kevesebb felkiáltójellel kísért tudományos munkákat.

A TESS felfedezését a Spitzer mintegy végjátékaként ellenőrizhette még, az infravörös űrteleszkópot ugyanis most januárban nyugdíjazzák. A TESS 27 napos ciklusokban pásztázza az ég egyes régióit, egyelőre a déli féltekés területet, s e munka során keres olyan csillagfedéseket, amelyekből az adott csillag körüli bolygóra lehet következtetni. A TOI 700 d a TESS első munkaéve során felmért 13 szektorból 11-ben látszik, ez azt jelenti, hogy a TESS látómezője közepén helyezkedik el (lásd a 3. ábrán a déli félteke szektorait, középütt a Nagy Magellán Felhővel – s így a mellette elhelyezkedő Aranyhal csillagképpel). A TESS a TOI 700 csillag esetében számos alkalommal tudta megfigyelni azt, amint annak valamelyik bolygója a 3 közül elhalad a csillag előtt, így gyakorlatilag 11 hónapnyi megfigyelés áll rendelkezésre a d jelű bolygója mozgásáról is.
Külön érdekesség, hogy a TOI 700 csillagot eredetileg rossz színképtípusba sorolták be, ami alapján a Napunkhoz jóval hasonlóbb típus volt, s ennek köszönhetően a bolygóit is, amelyeket a csillag típusához mérten tudnak megbecsülni, a valósnál nagyobbaknak gondolták. Azután, amikor felfedezték a hibát, korrigálták is az adatokat, s ekkor vált nyilvánvalóvá, hogy a csillag körüli 3 bolygó valójában a Föld méretéhez hasonló. A d jelű (harmadik) bolygó tömege a Földének 1,2-szerese, és a TESS megfigyelési időszaka során nem láttak a csillagon kitöréseket sem (amelyeket egyébként az M-típusú törpék esetén az élet ellenségeként gyakran látni lehet). Ezek alapján könnyebb modellezni is a d jelű, lakhatósági zónába eső bolygó légköri és felszíni tulajdonságait.

A TOI 700 legbelső bolygója, a b jelű Földünkkel azonos méretű, minden bizonnyal kőzetbolygó, és 10 nap alatt járja körbe a csillagát. A középső, c jelű bolygó mérete 2,6-szer nagyobb Földünkénél, 16 nap a keringési ideje, és valószínűleg gáz dominálta bolygó. A d jelű, amely ugye a Földnél 20 %-al nagyobb csupán, 37 nap alatt járja körbe a csillagát, és a becslések szerint az e bolygót érő energia 86%-a annak, amit a Föld kap a Naptól. Mind a három bolygó kötött keringésű, azaz a tengelyforgási idejük azonos a keringési idővel, s mindig ugyanazon arcukat mutatják csillaguk felé.
Ahhoz, hogy minél alaposabb ismereteket tudjanak e különleges rendszerről begyűjteni, a Spitzer űrteleszkóp segítségét is igénybe vették, ezzel igazolták a d jelű bolygó létezését is kizárva a tranzit helyett valami más okból történő elhalványodásokat, és pontosítani tudták a keringését is. A Spitzer pontosan akkor észlelte a bolygó csillaga előtti elvonulását, amikorra a TESS adatai alapján kiszámították. A legnagyobb, c jelű bolygónál hasonló pontosításokat tudtak végezni egy földi teleszkóp segítségével is, ezzel megerősítést nyert, hogy e középső bolygó gázbolygó lehet.
Mivel a TOI 700 közel van hozzánk, fényes is, ráadásul flereket se produkált eddig, ideális célpont földi obszervatóriumokkal való megfigyelésekhez is, amelyekkel pontosabbá tehető majd a bolygók tömege, kideríthető, van-e légkörük, és ha van, milyen összetevőkből állhat.

Mivel a d jelű bolygó esetében egyelőre elég keveset tudunk, ezért számítógépes modellezéssel igyekeztek a lehetőségeket feltárni, 20 különböző környezeti típust modelleztek így, ezzel próbálták kideríteni, van-e olyan helyzet, amikor a felszínen az élethez szükséges körülmények rendelkezésre állnak. A modellfutások különféle eredményeket adtak – pl. teljes óceánborítás és vastag felhőzet, CO2-ben gazdag légkör, hasonló ahhoz, amilyen lehetett egykor a Mars; vagy épp csupa szárazföld, felhőtlen éggel, s a bolygón az éjjeli oldalról a nappali felé robogó szelekkel. A különböző modellfutások mindegyikéhez az adott légkör típusának megfelelő spektrumot is kiszámították, így alkalmasint a bolygó légkörének vizsgálatai során ezek már támpontot jelenthetnek a látottakhoz.

Mivel a bolygó kötött keringésű, így nagyon sokban különbözik a Földtől, akármilyen körülmények is vannak a felszínén és a légkörében.

Az angol nyelvű publikáció itt található.

Landy-Gyebnár Mónika
(További fordítások a szerzőtől facebookon:  Égen – Földön – Föld alatt)