TOI-700 d – Könnte dieser Exoplanet bewohnbar sein?

Als die NASA Anfang 2020 die Entdeckung von TOI-700 d bekannt gab, war der Planet in mehrfacher Hinsicht etwas Besonderes. Er war die erste ungefähr erdgroße Welt innerhalb einer habitablen Zone, die mit dem Weltraumteleskop TESS entdeckt worden war. Spätere Beobachtungen mit dem inzwischen stillgelegten Spitzer-Weltraumteleskop bestätigten das Signal. Damit stand fest: Rund 100 Lichtjahre von der Erde entfernt kreist tatsächlich ein kleiner Planet in einer Entfernung von seinem Stern, in der flüssiges Wasser grundsätzlich möglich sein könnte.

Inzwischen kennen Astronomen sogar einen zweiten ungefähr erdgroßen Planeten in der habitablen Zone desselben Systems: TOI-700 e. Das macht TOI-700 zu einem besonders interessanten natürlichen Labor. Doch von einer zweiten Erde kann auch bei TOI-700 d bislang keine Rede sein. Wir kennen weder seine Oberfläche noch seine Atmosphäre und haben keinen Nachweis von Wasser oder Leben.

Gleichzeitig besitzt der Planet mehrere Eigenschaften, die ihn von manchen anderen Kandidaten günstig unterscheiden. Sein Roter Zwergstern erscheint vergleichsweise ruhig, der Planet hat nahezu Erdgröße und neuere Klimamodelle zeigen, dass lebensfreundliche Temperaturen unter verschiedenen atmosphärischen Bedingungen möglich wären. Selbst aktuelle Untersuchungen aus dem Jahr 2026 sprechen nicht dagegen, dass TOI-700 d über sehr lange Zeiträume geeignete Bedingungen für Oberflächenwasser bewahrt haben könnte.

Die entscheidende Frage ist deshalb nicht, ob TOI-700 d bewohnt ist. Dafür gibt es keinerlei Hinweis. Spannend ist vielmehr, ob dieser Planet tatsächlich zu jener kleinen Gruppe fremder Welten gehören könnte, auf denen die physikalischen Voraussetzungen für Leben grundsätzlich vorhanden sind.

Wie weit ist TOI-700 d von der Erde entfernt?

Das System TOI-700 befindet sich im südlichen Sternbild Dorado, dem Schwertfisch, in einer Entfernung von etwa 31 Parsec. Das entspricht ungefähr 100 Lichtjahren.

Damit liegt der Planet wesentlich weiter entfernt als Proxima Centauri b oder die Welten um TRAPPIST-1, gehört astronomisch betrachtet aber noch zu unserer stellaren Nachbarschaft. Ein Lichtsignal benötigt ungefähr ein Jahrhundert für die Strecke zwischen TOI-700 und der Erde.

Für eine Raumsonde wäre die Distanz dagegen gewaltig. Mit heutiger Technik würde eine Reise weit länger dauern als die gesamte bisherige Geschichte der menschlichen Zivilisation. TOI-700 d kann deshalb ausschließlich mit astronomischen Beobachtungen aus der Ferne untersucht werden.

Gerade dabei besitzt das System jedoch einen wichtigen Vorteil: Die Planeten ziehen von der Erde aus gesehen regelmäßig vor ihrem Stern vorbei. Dadurch können Astronomen ihre Größe bestimmen und grundsätzlich versuchen, eines Tages auch Informationen über mögliche Atmosphären zu gewinnen.

Wie wurde TOI-700 d entdeckt?

TOI steht für „TESS Object of Interest“. Gemeint sind Sterne beziehungsweise Planetenkandidaten, die während der Suche des NASA-Weltraumteleskops TESS auffällig geworden sind.

TESS misst die Helligkeit zahlreicher Sterne und sucht nach winzigen regelmäßigen Verdunkelungen. Zieht ein Planet vor seinem Stern vorbei, blockiert er einen kleinen Teil des Sternenlichts. Aus Tiefe und Wiederholung dieser sogenannten Transits lassen sich wichtige Eigenschaften der Umlaufbahn und des Planeten bestimmen.

Bei TOI-700 wurden zunächst drei Planeten erkannt. TOI-700 b benötigt ungefähr zehn Tage für einen Umlauf, TOI-700 c etwa 16 Tage und TOI-700 d rund 37,4 Tage. Spätere Beobachtungen enthüllten mit TOI-700 e einen weiteren Planeten zwischen c und d, dessen Jahr ungefähr 27,8 Tage dauert.

Die Existenz von TOI-700 d wurde zusätzlich durch Beobachtungen mit dem Spitzer-Weltraumteleskop bestätigt. Damit konnte ausgeschlossen werden, dass die von TESS registrierte Verdunkelung durch ein anderes astrophysikalisches Phänomen verursacht wurde.

Wie groß ist TOI-700 d?

Neuere Planetendaten führen für TOI-700 d einen Radius von etwa 1,07 Erdradien. Damit ist der Planet nur wenig größer als die Erde. Die gegenwärtig geführten Modellwerte liegen für seine Masse in einer Größenordnung von etwa 1,25 Erdmassen.

Diese geringe Größe ist für die Frage nach seiner möglichen Bewohnbarkeit wichtig. Bei wesentlich größeren Exoplaneten wächst die Wahrscheinlichkeit, dass sie eine ausgedehnte Wasserstoff- und Heliumhülle besitzen und eher kleinen Versionen von Neptun als einer felsigen Erde ähneln.

TOI-700 d liegt dagegen in einem Größenbereich, in dem eine felsige Zusammensetzung sehr plausibel ist.

Trotzdem kennen wir sein Inneres nicht direkt. Wir wissen nicht, welchen Anteil Eisen, Silikatgestein, Wasser und andere Stoffe besitzen. Selbst bei zwei Planeten gleicher Größe können Aufbau und Oberfläche sehr verschieden sein.

Die Aussage, TOI-700 d sei ungefähr erdgroß, ist deshalb gut belegt. Die Aussage, er sei eine zweite Erde, wäre es nicht.

Wie lang dauert ein Jahr auf TOI-700 d?

TOI-700 d benötigt etwa 37,4 Erdentage für einen Umlauf um seinen Stern. Sein mittlerer Abstand beträgt ungefähr 0,16 Astronomische Einheiten. Damit ist der Planet seinem Stern wesentlich näher als Merkur der Sonne.

Trotzdem herrscht dort nicht zwangsläufig extreme Hitze.

TOI-700 ist ein Roter Zwerg der Spektralklasse M. Der Stern besitzt nur einen Bruchteil der Masse und Leuchtkraft unserer Sonne. Seine habitable Zone befindet sich deshalb sehr viel näher am Stern.

TOI-700 d erhält eine Energiemenge, die ungefähr in der Größenordnung der Einstrahlung auf die Erde liegt. Genau diese Kombination – ein ungefähr erdgroßer Planet bei einer grundsätzlich geeigneten Strahlungsmenge – machte ihn unmittelbar nach seiner Entdeckung zu einem der interessanteren TESS-Funde.

Liegt TOI-700 d wirklich in der habitablen Zone?

Ja. TOI-700 d befindet sich innerhalb der konservativ definierten habitablen Zone seines Sterns. Bereits die ursprünglichen Untersuchungen kamen zu diesem Ergebnis.

Eine habitable Zone ist allerdings keine bewohnbare Zone im wörtlichen Sinn. Sie beschreibt lediglich jenen Entfernungsbereich, in dem ein Planet unter geeigneten atmosphärischen Bedingungen flüssiges Wasser auf seiner Oberfläche halten könnte.

Die Atmosphäre entscheidet dabei wesentlich über die tatsächliche Temperatur. Ohne genügend Treibhausgase könnte ein Planet trotz günstiger Entfernung gefrieren. Eine sehr dichte Treibhausatmosphäre könnte ihn umgekehrt stark erwärmen.

Venus, Erde und Mars zeigen bereits innerhalb unseres eigenen Sonnensystems, wie verschieden Planeten allein aufgrund ihrer Atmosphären werden können.

Deshalb wissen wir bei TOI-700 d zunächst nur eines sicher: Seine Umlaufbahn erlaubt Bedingungen, unter denen eine lebensfreundliche Oberfläche möglich wäre.

Ob diese Bedingungen tatsächlich existieren, ist unbekannt.

Wie warm könnte es auf TOI-700 d sein?

Eine tatsächliche Oberflächentemperatur wurde nicht gemessen. Ohne Kenntnis der Atmosphäre lässt sie sich auch nicht zuverlässig berechnen.

Forscher haben deshalb verschiedene mögliche Welten simuliert. Bereits 2020 wurden zwanzig unterschiedliche Klimaszenarien untersucht. Dazu gehörten vollständig von Ozeanen bedeckte Planeten ebenso wie trockene Welten sowie Atmosphären unterschiedlicher Dichte und Zusammensetzung.

Die Ergebnisse zeigten, dass TOI-700 d unter zahlreichen angenommenen Bedingungen gemäßigte Oberflächentemperaturen besitzen könnte. Damit gehört der Planet zu jenen Exoplaneten, für die Klimamodelle eine tatsächliche Bewohnbarkeit zumindest nicht von vornherein ausschließen.

Neue Modellierungen aus dem Jahr 2025 untersuchten Atmosphären, die entweder der heutigen Erde oder der frühen Erde ähneln. Auch dort blieben in den simulierten Fällen Temperaturen möglich, die flüssiges Oberflächenwasser zulassen. Die Modelle zeigen jedoch nur, was unter bestimmten Voraussetzungen geschehen würde. Sie beweisen nicht, dass TOI-700 d eine solche Atmosphäre besitzt.

Damit bleibt eine wichtige Grenze bestehen: Wir können bereits recht detailliert berechnen, wie ein lebensfreundlicher TOI-700 d aussehen könnte. Wir wissen aber nicht, ob der wirkliche Planet diesem Bild entspricht.

Gibt es Wasser auf TOI-700 d?

Bislang gibt es keinen Nachweis von Wasser.

Weder ein Ozean noch Wasserdampf in einer Atmosphäre oder Eis auf der Oberfläche wurden beobachtet. Bilder, auf denen TOI-700 d als blaue Welt mit Wolken und Ozeanen erscheint, sind künstlerische Darstellungen möglicher Szenarien.

Trotzdem ist die Wasserfrage bei diesem Planeten wissenschaftlich besonders interessant. Anders als bei sehr heißen Exoplaneten liegt TOI-700 d in einer Entfernung, in der Wasser nicht zwangsläufig verdampfen oder dauerhaft gefrieren müsste.

Aktuelle Modellrechnungen zur langfristigen Entwicklung des Systems untersuchten auch, ob TOI-700 d und der benachbarte Planet TOI-700 e über Milliarden Jahre Oberflächenwasser bewahren könnten. Die Ergebnisse zeigen, dass die gegenseitigen gravitativen Wechselwirkungen der Planeten eine langfristige Bewohnbarkeit von TOI-700 d nicht grundsätzlich verhindern.

Das ist ein positives theoretisches Ergebnis – aber weiterhin kein Wassernachweis.

Hat TOI-700 d eine Atmosphäre?

Das gehört zu den entscheidenden ungelösten Fragen.

Eine Atmosphäre könnte Temperaturen ausgleichen, einen Treibhauseffekt erzeugen, möglicherweise flüssiges Wasser ermöglichen und die Oberfläche teilweise vor schädlicher Strahlung schützen.

Rote Zwerge können jedoch über lange Zeiträume starke Röntgen- und Ultraviolettstrahlung sowie intensive Sternwinde erzeugen. Gerade kleine Planeten auf engen Umlaufbahnen laufen deshalb Gefahr, einen Teil ihrer Atmosphäre zu verlieren.

Bei TOI-700 d ist die Situation möglicherweise günstiger als bei einigen anderen bekannten Planeten um Rote Zwerge. Sein Stern zeigt vergleichsweise geringe Aktivität. Schon die Entdeckungsstudie hob hervor, dass während der TESS-Beobachtungen keine starken Weißlicht-Flares erkannt wurden.

Modellierungen des Sternwinds kamen zudem zu dem Ergebnis, dass die Weltraumumgebung bei TOI-700 d unter bestimmten Annahmen nicht extrem viel härter als diejenige der Erde sein muss. Die tatsächlichen Eigenschaften von Stern und Planet sind jedoch nicht genau genug bekannt, um daraus einen sicheren Atmosphärenerhalt abzuleiten.

Eine weitere Untersuchung zeigte, dass die Überlebensdauer stark von der Zusammensetzung und einem möglichen Magnetfeld abhängen würde. Eine ungeschützte erdähnliche Atmosphäre könnte relativ schnell verloren gehen, während eine kohlendioxidreiche Atmosphäre unter bestimmten Voraussetzungen Milliarden Jahre bestehen könnte.

Die Frage lautet deshalb nicht nur, ob TOI-700 d jemals eine Atmosphäre besessen hat, sondern ob er sie bis heute behalten konnte.

Zeigt TOI-700 d seinem Stern immer dieselbe Seite?

Das ist wahrscheinlich, aber nicht direkt gemessen.

Weil TOI-700 d seinen Stern in relativ geringem Abstand umkreist, können Gezeitenkräfte seine Rotation über lange Zeiträume abbremsen. Dadurch könnte eine gebundene Rotation entstanden sein: Eine Seite des Planeten würde dann dauerhaft zum Stern zeigen, während die andere Seite in ständiger Dunkelheit läge.

Früher galten solche Planeten häufig als schlechte Kandidaten für Leben. Man stellte sich eine extrem heiße Tagseite und eine vollständig vereiste Nachtseite vor.

Klimamodelle zeigen jedoch, dass diese Vorstellung zu einfach ist.

Besitzt ein gebunden rotierender Planet eine ausreichend dichte Atmosphäre, kann sie Wärme von der beleuchteten Seite auf die Nachtseite transportieren. Ozeane könnten diesen Effekt zusätzlich verstärken. Auf der Tagseite könnten sich außerdem ausgedehnte Wolkenfelder bilden, die einen erheblichen Teil der einfallenden Strahlung reflektieren.

Gebundene Rotation schließt eine lebensfreundliche Oberfläche deshalb nicht automatisch aus.

Ist der Stern TOI-700 für Leben günstiger als andere Rote Zwerge?

Vielleicht.

Rote Zwerge sind die häufigsten Sterne unserer Galaxie und deshalb für die Suche nach bewohnbaren Planeten besonders wichtig. Gleichzeitig können sie problematisch sein. Viele junge M-Zwerge erzeugen starke Flares und energiereiche Strahlung, die nahe gelegene Planeten über Milliarden Jahre beeinflussen.

TOI-700 erscheint im Vergleich dazu relativ ruhig. Bereits die ursprünglichen TESS-Beobachtungen zeigten geringe stellare Aktivität.

Das macht das System besonders interessant, denn ein ruhiger Roter Zwerg könnte seinen Planeten bessere Voraussetzungen für den langfristigen Erhalt einer Atmosphäre bieten als ein extrem aktiver Stern wie Proxima Centauri.

Ganz harmlos ist TOI-700 deshalb noch lange nicht. Auch ein ruhiger M-Zwerg unterscheidet sich in seiner Strahlungsentwicklung deutlich von der Sonne. Vor allem während seiner frühen Entwicklung dürfte er erheblich aktiver gewesen sein.

Ob TOI-700 d diese Phase mit einer dichten Atmosphäre und möglichen Wasservorräten überstanden hat, kennen wir nicht.

Was bedeutet die Entdeckung von TOI-700 e für TOI-700 d?

2023 wurde bekannt gegeben, dass zwischen TOI-700 c und d ein weiterer Planet existiert: TOI-700 e. Er besitzt ungefähr 95 Prozent des Erdradius und benötigt rund 27,8 Tage für einen Umlauf. Auch er befindet sich in einem Bereich, in dem lebensfreundliche Bedingungen grundsätzlich möglich sein könnten.

Damit besitzt TOI-700 etwas Seltenes: zwei ungefähr erdgroße Planeten innerhalb beziehungsweise am Rand seiner habitablen Zone.

Für die Forschung ist das besonders wertvoll. Beide Planeten entstanden wahrscheinlich aus demselben ursprünglichen Material und erlebten die Entwicklung desselben Sterns. Trotzdem erhielten sie unterschiedliche Mengen an Strahlung.

Ihre zukünftige Untersuchung könnte deshalb zeigen, wie stark bereits relativ kleine Unterschiede bei der Entfernung vom Stern darüber entscheiden, ob ein Planet eine Atmosphäre, Wasser und gemäßigte Temperaturen behalten kann.

Eine 2026 veröffentlichte dynamische Untersuchung kam außerdem zu dem Ergebnis, dass die gegenseitigen gravitativen Einflüsse der Planeten TOI-700 d nicht aus einem potenziell habitablen Zustand drängen müssen. Für TOI-700 e ist die Lage am inneren Rand der habitablen Zone dagegen kritischer.

Kann das James-Webb-Teleskop die Atmosphäre von TOI-700 d untersuchen?

Gerade hier zeigt sich eine der frustrierenden Eigenschaften des Planeten.

TOI-700 d ist im kosmischen Maßstab relativ nah, zieht vor seinem Stern vorbei und besitzt ungefähr Erdgröße. Eigentlich scheint er damit wie geschaffen für Atmosphärenmessungen.

Doch das Signal einer erdähnlichen Atmosphäre wäre außerordentlich schwach. Bereits detaillierte Simulationen aus dem Jahr 2020 kamen zu dem Ergebnis, dass typische spektrale Merkmale bei weniger als etwa zehn Millionstel der Sternhelligkeit liegen könnten. Für das James-Webb-Weltraumteleskop ist eine umfassende Atmosphärencharakterisierung deshalb voraussichtlich äußerst schwierig.

Das bedeutet, dass wir möglicherweise noch lange mit Modellen statt mit direkten atmosphärischen Messungen arbeiten müssen.

Webb-Beobachtungen aus einem 2026 ausgewerteten Programm dienten unter anderem dazu, nach möglichen großen Monden bei TOI-700 d und e zu suchen und ihre Umlaufdaten sowie Radien weiter zu verbessern. Die Studie konnte dabei die Planetenparameter präzisieren, war jedoch kein Nachweis einer Atmosphäre.

Für eine wirkliche Charakterisierung einer erdähnlichen Atmosphäre könnten zukünftige Teleskopgenerationen erforderlich sein.

Gibt es Hinweise auf Leben auf TOI-700 d?

Nein.

Bislang gibt es keinerlei Biosignatur und keinen sonstigen wissenschaftlichen Hinweis auf Leben auf TOI-700 d. Es wurde weder Sauerstoff noch Methan noch eine andere potenziell biologische Substanz in seiner Atmosphäre nachgewiesen.

Genau genommen wurde bislang nicht einmal bestätigt, dass der Planet überhaupt eine Atmosphäre besitzt.

Die wissenschaftliche Bedeutung von TOI-700 d liegt deshalb nicht in einem Lebensnachweis. Sie liegt in der Kombination mehrerer Eigenschaften, die ihn zu einem plausiblen Kandidaten für zukünftige Untersuchungen machen.

Er ist ungefähr erdgroß. Wahrscheinlich handelt es sich um eine felsige Welt. Er befindet sich in der konservativen habitablen Zone. Sein Zentralstern erscheint vergleichsweise ruhig. Modelle erlauben lebensfreundliche Klimazustände, und auch neuere Untersuchungen zur langfristigen Dynamik des Systems schließen eine dauerhafte Habitabilität nicht aus.

Mehr lässt sich derzeit wissenschaftlich nicht behaupten.

Könnte TOI-700 d also wirklich bewohnbar sein?

Ja – er könnte es sein. Genau darin liegt der Unterschied zwischen TOI-700 d und einer tatsächlich bewohnten oder auch nur nachweislich bewohnbaren Welt.

Die bekannten Eigenschaften des Planeten sind bemerkenswert günstig. Seine Größe liegt nahe an derjenigen der Erde. Seine Umlaufbahn befindet sich in der habitablen Zone. Der Stern ist für einen Roten Zwerg vergleichsweise ruhig. Klimamodelle zeigen mehrere Szenarien, in denen flüssiges Wasser auf der Oberfläche möglich wäre. Untersuchungen zur Atmosphärenentwicklung und zur Dynamik des Systems ergeben ebenfalls keine zwingenden Gründe, warum der Planet sämtliche Voraussetzungen für Bewohnbarkeit verloren haben müsste.

Aber fast jedes entscheidende Detail ist unbekannt.

Wir wissen nicht, ob TOI-700 d eine Atmosphäre besitzt. Wir wissen nicht, ob Wasser vorhanden ist. Wir kennen seine tatsächlichen Temperaturen nicht. Wir kennen weder Oberfläche noch Ozeane und haben keinerlei Hinweise auf Leben.

Damit ist TOI-700 d keine zweite Erde. Er gehört vielmehr zu einer kleinen Gruppe von Exoplaneten, bei denen die bisher bekannten Daten die Möglichkeit einer lebensfreundlichen Welt ernsthaft offenlassen.

Vielleicht wird sich eines Tages herausstellen, dass TOI-700 d ein trockener, atmosphärenloser Felsplanet ist. Vielleicht besitzt er eine dichte Kohlendioxidhülle. Vielleicht liegen unter seinen Wolken tatsächlich Ozeane.

Im Augenblick wissen wir es nicht.

Doch gerade darin besteht seine Bedeutung: TOI-700 d gehört zu jenen Welten, bei denen die Frage nach der Bewohnbarkeit nicht nur eine theoretische Fantasie ist. Sie ist zu einer wissenschaftlichen Frage geworden, die zukünftige Teleskope möglicherweise beantworten können.

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Quellen
▪︎ NASA Exoplanet Archive – TOI-700 und Planetensystem
▪︎ NASA / TESS – Entdeckung von TOI-700 d und TOI-700 e
▪︎ Gilbert et al., The Astronomical Journal – The First Habitable Zone Earth-sized Planet from TESS
▪︎ Rodriguez et al., The Astronomical Journal – Spitzer-Bestätigung von TOI-700 d
▪︎ Suissa et al., The Astrophysical Journal – Climate States and Characterization Prospects for TOI-700 d
▪︎ Dong, Jin und Lingam, The Astrophysical Journal Letters – Atmospheric Escape From TOI-700 d
▪︎ Cohen et al., The Astrophysical Journal – The Space Environment and Atmospheric Joule Heating of TOI-700 d
▪︎ Sumida, Estrela und Valio – Evaluating Habitability and Biosignature Detection on TOI-700 d
▪︎ Nelson und Becker – Dynamical Interactions and Habitability in the TOI-700 Multi-Planet System