8 января 2014 года в Архиве электронных препринтов появилась статья группы американских ученых, которые пытаются обнаружить в данных Кеплера спутники экзопланет. Чтобы облегчить себе задачу, они сосредоточились на поиске спутников планет у 8 звезд красных карликов (из-за малого размера M-звезд транзиты небольших планет оказываются более глубокими, и их легче заметить). Никаких спутников они не нашли, зато в качестве побочного эффекта методом тайминга транзитов оценили массы двух внешних планет в системе KOI-314. Самая внешняя транзитная планета этой системы по массе оказалась сравнимой с Землей, но ее средняя плотность лишь немного превысила плотность воды!
KOI-314 (KIC 7603200) – красный карлик спектрального класса M1 V. Его масса оценивается в 0.57 ± 0.05 солнечных масс, радиус – в 0.54 ± 0.05 солнечных радиусов, температура фотосферы близка к 3870К, а светимость составляет всего около 6% от светимости Солнца.
Кривая блеска этой звезды демонстрирует 3 транзитных сигнала с периодами 10.313, 13.782 и 23.089 земных суток и глубиной, соответствующей планетам с радиусами (от внутренней планеты к внешней) ~0.45, ~1.6 и ~1.6 радиусов Земли. Две внешние планеты близки к орбитальному резонансу 5:3 и влияют друг на друга достаточно сильно, чтобы по вариациям времени наступления транзитов можно было бы оценить их массы. Влияние третьей, самой внутренней планеты KOI-314.03 обнаружить не удалось (что и не удивительно, учитывая ее малые размеры), так что она пока остается в статусе транзитного кандидата.
Амплитуда вариаций времени наступления транзитов внешней планеты достигала 21.7 минут, что позволило оценить массу второй планеты KOI-314 b в 3.83
+1.51/
-1.26 масс Земли. При радиусе 1.61 ± 0.16 радиусов Земли это приводит к средней плотности 5
+3/
-2 г/куб.см, совместимой с преимущественно железокаменным составом этой суперземли. Амплитуда вариаций времени наступления транзитов средней планеты оказалась существенно меньше, всего несколько минут. Соответственно меньшей оказалась и масса третьей планеты KOI-314 c – 1.01
+0.42/
-0.34 масс Земли. При радиусе, близком к радиусу второй планеты, это приводит к средней плотности 1.31
+0.82/
-0.54 г/куб.см. Внешняя планета при массе, близкой к массе Земли, оказалась воздушным «мини-нептуном» с протяженной атмосферой! По оценкам авторов статьи, атмосфера простирается на 17
+12/
-13% радиуса планеты.
Сравнительно невысокое ускорение свободного падения на планете KOI-314 c (3.8
+2.0/
-1.5 м/с
2) и предполагаемая малая молекулярная масса газов, слагающих ее атмосферу, должны приводить к большой шкале высот, облегчающей трансмиссионную спектроскопию этой планеты (т.е. зависимость глубины транзита от длины волны, на которой этот транзит наблюдается). Авторы статьи оценили амплитуду возможных вариаций в 60 ppm (т.е. в 10% глубины транзита в белом свете). Это делает систему KOI-314 удобной целью для будущих спектральных исследований.