マイヤーとケロー、恒星の56 m/sの揺れで初の系外惑星を捉える

1995年、太陽に似た恒星の周りを回る惑星は一つも知られていなかった。視線速度のアイデアは古くからあった——見えない惑星が恒星を引っ張る際のドップラー偏移を観測するというものだ——しかしその信号は厳しいものだった。木星は太陽をわずか約12 m/sで動かすにすぎず、1977年にマイヤーがオート＝プロヴァンス天文台で自作した最初の分光器は約300 m/sが下限だった。そのため探索は10年規模の軌道を持つ木星類似天体を対象とし、誰も持ち合わせていなかった安定性と忍耐を必要とした。

マイヤーのジュネーブのグループは連鎖全体を再構築した。光ファイバーが星光を歪みなく分光器へ導き、新しいCCDが感度を高め、独自のソフトウェアが画像を処理した。博士課程の学生ディディエ・ケローは1994年春までに速度の下限を10〜15 m/sまで押し下げ、恒星を高速で観測した。ペガスス座51番星の周りで速度は4.23日の周期と約56 m/sの振幅で揺れた——理論では巨大ガス惑星が形成できないとされていた場所を数日で回る、木星サイズのガス球である。彼らは1995年10月の発表前に、脈動や人工的な誤差を排除するために数か月を費やした。その惑星はあまりに特異だったため、誰も信じなかった。

1995年11月の『ネイチャー』論文は3,000件以上の引用を集め、「ホットジュピター」という分類を切り開いた。現在では4,000以上の系外惑星が知られており、その大半は我々の太陽系とは似ても似つかない系にあり、惑星形成理論を移動（マイグレーション）を中心に書き換えることを迫った。2019年のノーベル物理学賞はその発見に対してマイヤーとケローに半分が授与され、視線速度の精度は地球の双子の0.09 m/sの引っ張りに迫るまで向上し続けている。

高速で観測せよ——近接した巨大惑星は最も大きく揺れる

ドップラー視線速度は質量で重み付けされる。恒星の動きを追跡することが、見えないものの質量を測る唯一の方法だった。

揺れの振幅は周期が短くなるほど大きくなるため、近接した巨大惑星は大声で叫び、真の木星類似天体はささやく。

ファイバー給電式の安定化分光法により、ノイズの下限は300 m/sから10〜15 m/sへと下がった——56 m/sの信号を下回るこの点が勝負のすべてである。

軌道が4.2日しか続かない場合、数夜にわたる高頻度の観測は10年分のまばらな監視に勝る。

新しい装置は、答えが期待される場所ではなく、信号が最も強い場所に向けるべきだ。最初のホットジュピターが容易に見えたのは、まさに理論が存在しないと言った惑星だったからである。

ホットジュピターは一般的であることが判明し、惑星の移動はあらゆる形成モデルに取り入れられた。ケプラーやTESSは後にトランジット法で数千もの世界を発見したが、視線速度法はその質量を測る方法であり続けている。マイヤーとケローは2019年のノーベル物理学賞の残りの半分を宇宙論学者ジェームズ・ピーブルズと分かち合い、現在の観測は真の地球類似天体を目指して0.1 m/sの精度を追い求めている。