トランジット法

1999年9月、ハーバード大学の大学院生デイヴィッド・シャルボノーは、コロラド州ボルダーで、駐車場の小さな木の小屋に置かれた望遠鏡を使い、ペガスス座の星を1つ見張っていた。望遠鏡の口径は4インチ、約10 cmで、多くのアマチュアの天文家が使うものより小さい。

作ったのは高高度観測所のティモシー・ブラウンで、惑星が恒星の前を横切るときに起きる、わずかな減光を探す装置だった。シャルボノーの指導教員ボブ・ノイズは、すでに多くの人が取り組んでいたドップラー法を避け、ブラウンと組むよう勧めた。シャルボノーは中古の車を買い、ボルダーまで走った。

狙ったのは7.65等の星HD 209458である。ハーバード・スミソニアン天体物理学センターのデイヴィッド・レイサムと、ジュネーヴ天文台のミシェル・マイヨールのチームは、この星が視線の方向に揺れていることから、3.5日で回る惑星がいるとにらんでいた。ただ、揺れが星そのものの変動から来ている見込みも消えていなかった。8月に2人がこの星を勧め、速度の観測から求めた軌道を使えば、惑星が横切りうる時刻も前もって計算できた。

観測は8月29日から9月16日までの10夜に及び、星が明るすぎるので、わざと焦点をぼかして撮った。シャルボノーはまず、影が来ないはずの夜を調べた。明るさは平らだった。ところが9月9日のデータを開くと、星は数時間にわたって暗くなっていた。

「発見の過程は、思い描いていたものとまったく違った。ひどく落ち着かなかった。自分をだましているのではないか」。2024年にカブリ賞を受けたとき、シャルボノーは自伝にそう記している。でたらめに選んだほかの日付も、明るさは平らなまま。そして影が来るはずのもう1つの夜、9月16日のデータに、くぼみはまた現れた。シャルボノーはブラウンの家へ急いだ。

一方、同じ星を別のチームも追っていた。カリフォルニア大学バークレー校のジェフリー・マーシーらは11月5日、ケック望遠鏡でこの星の揺れを見つけ、テネシー州立大学のグレゴリー・ヘンリーに知らせる。ヘンリーは、アリゾナ州南部の山にあるフェアボーン天文台の自動望遠鏡を、予想した時刻に星へ向けた。11月7日、星は予想どおりに暗くなり始めた。ヘンリーらが知らせた深さは0.017等で、明るさにして約1.6%にあたる。

「私たちは、いわば惑星の影を見たのだ」。ケック天文台の発表で、ヘンリーはそう語っている。2つのチームの論文は、2000年1月20日発行の天文学の専門誌に並んで載った。もっとも、影の入り口しかとらえていなかったヘンリーらは、最初の報告で惑星の半径を木星の1.6倍とした。2夜の影を丸ごととらえたシャルボノーらは、1.27倍と求めている。