Der vor rund zwei Jahres gestartete Nasa-Satellit Tess (Transiting Exoplanet Survey Satellite) – auch Planetenjäger genannt – fand unlängst eine erdgroße Welt, die ihren Stern innerhalb der bewohnbaren Zone umkreist. Es könnte flüssiges Wasser auf ihm geben, die Grundlage für Leben. Der Stern TOI 700 ist rund 100 Lichtjahre von unserem Sonnensystem entfernt und hat insgesamt drei Planeten im Orbit.

TOI 700 ist ein kleiner, kühler M-Zwerg-Stern, der sich im südlichen Sternbild Dorado befindet. Er hat rund 40 Prozent der Masse und Größe der Sonne und ungefähr die Hälfte ihrer Oberflächentemperatur. Der Stern taucht in 11 der 13 Sektoren auf, die Tess während des ersten Missionsjahres beobachtet hat. Nasa-Wissenschaftler haben mehrere Transits seiner drei Planeten beobachten und messen können. Der potentiell bewohnbare Planet mit dem Namen TOI 700 d wurde unter Verwendung des Spitzer-Weltraumteleskops der Nasa bestätigt, sein Orbit ist in der bewohnbaren Zone des Sterns. Damit ist TOI 700 d einer der wenigen bisher entdeckten erdgroßen Planeten, die potentiell bewohnbar sein könnten. Die meisten der bis jetzt entdeckten Exoplaneten sind unbewohnbar, z. B. heiße Gasriesen sehr nahe ihrer Muttergestirne oder Eiswelten, die aufgrund ihrer Entfernung vom Zentralstern kaum Wärme abbekommen.

Die Wissenschaftler des Tess-Projektes stellten die Ergebnisse auf dem 235. Treffen der American Astronomical Society Anfang der Woche in Honolulu (Hawaii) vor: "Tess wurde speziell entwickelt und gestartet, um erdgroße Planeten zu finden, die nahe gelegene Sterne umkreisen", sagte Paul Hertz, Abteilungsleiter für Astrophysik am Nasa-Hauptsitz in Washington. "Planeten in der Nähe von Sternen lassen sich am einfachsten mit größeren Teleskopen im Weltraum und auf der Erde verfolgen. Die Entdeckung von TOI 700 d ist eine wichtige wissenschaftliche Erkenntnis für Tess. Die Bestätigung der Größe und des Status der bewohnbaren Zone des Planeten durch Spitzer ist auch ein Gewinn für dessen Mission."

Tess überwacht 27 Tage lang große Sektoren des Weltalls. Dieser lange Blick ermöglicht es dem Satelliten, Änderungen der Sternenhelligkeit zu verfolgen, die von einem umlaufenden Planeten verursacht werden, der sich aus unserer Sicht vor seinen Stern schiebt. Dieses Transit genannte Ereignis verringert dessen Leuchtkraft geringfügig, was aber gemessen werden kann. Aus den Messungen können in Abhängigkeit weiterer Variablen wie Größe und Dichte des Gestirns verschiedene Eigenschaften des Planeten abgeleitet werden.

Der Stern wurde ursprünglich in der Tess-Datenbank fälschlicherweise als unserer Sonne ähnlicher eingestuft, was bedeutete, dass die Planeten größer und heißer wirkten, als sie wirklich sind. Mehrere Forscher identifizierten und korrigierten den Fehler und bestätigten die Richtigkeit ihrer Entdeckung durch Messungen mit dem Weltraumteleskop Spitzer und erdgebundener Teleskope. "Als wir die Parameter des Sterns korrigierten, sanken die Größen seiner Planeten und wir stellten fest, dass der äußerste etwa so groß wie die Erde und in der bewohnbaren Zone ist", sagte Emily Gilbert, eine Doktorandin an der Universität von Chicago. "Darüber hinaus haben wir in elf Monaten keine Flares vom Stern gesehen, was die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass der TOI 700 d bewohnbar ist und es einfacher macht, seine atmosphärischen und Oberflächenbedingungen zu modellieren."

Der innerste Planet, TOI 700 b genannt, hat fast genau die Größe der Erde, ist wahrscheinlich felsig und führt alle 10 Tage eine Umlaufbahn durch. Der mittlere Planet, TOI 700 c, ist 2,6-mal so groß wie die Erde - zwischen der Größe der Erde und Neptun - und ist wahrscheinlich eine von Gas dominierte Welt. TOI 700 d, der äußerste bekannte Planet im System und der einzige in der bewohnbaren Zone, ist 20 Prozent größer als die Erde, umkreist alle 37 Tage seinen Stern und erhält von ihm rund 86 Prozent der Energie, die die Sonne der Erde liefert.

Zukünftige Missionen können möglicherweise erkennen, ob die Planeten eine Atmosphäre haben, und, falls ja, sogar deren Zusammensetzung bestimmen. Wenn Sternenlicht die Atmosphäre eines Planeten durchdringt, interagiert es mit Molekülen wie Kohlendioxid und Stickstoff, um bestimmte Signale zu erzeugen, die als Spektrallinien bezeichnet werden, die bekannt sind.

Tess ist eine Mission der Nasa Astrophysics Explorer, die vom MIT in Cambridge, Massachusetts, geleitet und betrieben wird und vom Goddard Space Flight Center der Nasa verwaltet wird. Weitere Partner sind Northrop Grumman aus Falls Church, Virginia; Ames Research Center der Nasa im kalifornischen Silicon Valley; das Harvard-Smithsonian-Zentrum für Astrophysik in Cambridge, Massachusetts; Das Lincoln Laboratory des MIT; und das Space Telescope Science Institute in Baltimore. Über ein Dutzend Universitäten, Forschungsinstitute und Observatorien weltweit beteiligen sich an der Mission. Das Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Kalifornien, verwaltet die Spitzer-Weltraumteleskop-Mission für das Science Mission Directorate der Nasa in Washington. Die wissenschaftlichen Operationen werden im Spitzer Science Center von Caltech in Pasadena durchgeführt. Der Weltraumbetrieb hat seinen Sitz in Lockheed Martin Space in Littleton, Colorado.

Tess (Bild Nasa)