利用美國宇航局的凌日系外行星調查衛星的數據，科學家們發現了一個地球大小的世界，名為TOI 700 e，其在其恆星的宜居帶內運行。這是一個行星表面可能出現液態水的距離範圍。這個世界的大小為地球的95%，材質可能是岩石。

天文學家先前在這個系統中發現了三顆系外行星，分別稱為TOI 700 b、c和d，行星d也在宜居帶內運行。但是科學家們需要額外一年的TESS觀測來發現TOI 700 e。

領導這項工作的美國宇航局南加州噴氣推進實驗室的博士後Emily Gilbert說：”這是我們知道的僅有的幾個擁有多個小型宜居區行星的系統之一。這使得TOI 700系統成為一個令人興奮的後續發展前景。行星e比行星d小大約10%，因此該系統也顯示了額外的TESS觀測如何幫助我們找到越來越小的世界。”

Gilbert代表她的團隊在西雅圖舉行的美國天文學會第241次會議上介紹了這項成果。有關這顆新發現的行星的論文已被《天體物理學雜誌通訊》接受。

TOI 700是一顆小而冷的M型矮星，位於劍魚座南約100光年之外。2020年，吉爾伯特等人宣布發現了地球大小的宜居區行星d，它和另外兩個世界在37天的軌道上。

最裡面的行星TOI 700 b大約有地球的90%大小，每10天繞著恆星運行一圈。TOI 700 c比地球大2.5倍以上，每16天完成一次軌道運行。這些系外行星可能是潮汐鎖定的，這意味著它們在每個軌道上只旋轉一次，從而使一側總是面對恆星，就像月球的一側總是面對地球一樣。

TESS監測了大片的扇形天空，每次大約27天。這些長時間的注視使衛星能夠跟踪系外行星從我們的角度越過其恆星時引起的恆星亮度的變化，這一事件稱為過境。該任務從2018年開始使用這一策略來觀測南部天空，然後轉向北部天空。2020年，它又回到南部天空進行額外的觀測。額外一年的數據使研究小組能夠完善最初的行星尺寸，這些尺寸比最初的計算結果小了大約10%。

美國宇航局的凌日系外行星調查衛星（TESS）的插圖。資料來源：美國宇航局戈達德太空飛行中心

馬里蘭大學學院公園分校的博士生、位於馬里蘭州格林貝爾特的美國宇航局戈達德太空飛行中心的研究生本-霍德說：”如果這顆恆星再近一點，或者這顆行星再大一點，我們也許就能在TESS數據的第一年發現TOI 700 e。但是這個信號非常微弱，我們需要額外一年的過境觀測來識別它。”

TOI 700 e可能也被潮汐鎖定，需要28天時間圍繞其恆星運行，將e行星置於所謂的樂觀宜居區的c行星和d行星之間。

科學家們將樂觀的宜居區定義為離恆星的距離範圍，在這個範圍內，行星曆史上的某個時刻可能會有液態表面水存在。這個區域延伸到保守宜居區的兩側，研究人員假設液態水可能在行星的大部分壽命中存在。TOI 700 d的軌道正是在這個區域。

在這個區域找到其他具有地球大小的世界的系統，有助於行星科學家更多地了解我們自己太陽系的歷史。吉爾伯特說，用空間和地面觀測站對TOI 700系統的後續研究正在進行，可能會對這個罕見的系統產生進一步的了解。

“TESS剛剛完成了其第二年的北部天空觀測，”戈達德的研究型天體物理學家和TESS副項目科學家Allison Youngblood說。”我們期待著任務的數據寶庫中隱藏的其他令人興奮的發現。”

TESS是美國國家航空航天局的一項天體物理學探索任務，由位於馬薩諸塞州劍橋市的麻省理工學院領導和運營，並由美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心管理。其他合作夥伴包括位於弗吉尼亞州福爾斯丘奇的諾斯羅普-格魯曼公司；位於加州矽谷的美國宇航局艾姆斯研究中心；位於馬薩諸塞州劍橋的哈佛和史密森尼中心；麻省理工學院的林肯實驗室；以及位於巴爾的摩的太空望遠鏡科學研究所。全世界有十幾所大學、研究機構和觀測站參與了這項任務。