世代以來，人類仰望星空，思考著自己在宇宙中是否孤獨的問題。隨著太陽系中行星的發現、對銀河星系認識的拓展以及其他星系的發現，這個問題變得越發深刻。
圖解:藝術家對WASP-18B的圖解，這顆行星約為木星質量的十倍，距離地球約330光年，右下角為光學和X射線數據。來自：NASA/Chandra
儘管天文學家和科學家們長期以來一直懷疑我們銀河系和宇宙中的其他恆星系統有自己的運行軌道，但直到過去幾十年，相關現象才被觀察到。隨著時間的推移，探測這些“太陽系外行星”的方法已經有所改進，而且已經被確認的恆星的名單也相應擴大（接近2000！）
定義：
一顆太陽系外行星，也被稱為系外行星，是一個圍繞著一顆恆星（即太陽系的一部分）運行的行星，而不是圍繞太陽運行。我們的太陽系只是幾十億個太陽系中的一個，許多其他太陽系很可能也有自己的行星系。早在十六世紀，就有天文學家假設過太陽系外行星的存在。
該假說最早被記錄提及的是意大利哲學家喬爾丹諾·布魯諾，他是哥白尼學說的早期支持者。除了支持地球和其他行星繞日運行的觀點（日心說）外，他還提出了固定恆星與太陽相似，該類行星也伴隨著行星的觀點。
圖解：迄今為止在我們宇宙中發現的潛在可居住的系外行星名單。來自：phl.upl.edu
十八世紀，艾薩克·牛頓在包含了他發現的所有原理的“一般訓詁”欄目中提出了類似的建議。他將系外行星與太陽的行星進行比較並寫道：“如果固定恆星是類似太陽系統的中心，它們將按照相似的構造排布，並由一箇中心支配。”
自牛頓時代以來，人們提出了各種各樣的理論假說，但都被科學界當作謬誤排斥。在1980年，一些天文學家聲稱已在附近的恆星系統中找到了一些太陽系外行星，但直到幾年後它們的存在才被確認。
首次發現：
太陽系外行星如此難以探測的原因之一，是它們甚至比其所環繞的恆星還要微弱。此外這些恆星發出的光會“掩蓋”行星，即阻礙對行星的直接觀測。因此，直到1992年天文學家Aleksander Wolszczan和Dale Frail使用波多黎各阿雷西沃天文臺觀測到幾個繞脈衝星PSR B1257＋12的地面質量行星時，系外行星才第一次被發現。
直到1995年，人們才首次確認了有一顆系外行星正圍繞一顆主星序恆星運行。被觀測到的行星是51帕斯加里B，這是一顆巨大的行星，它被發現在圍繞太陽週期為四天的軌道中，類似恆星51 Pasasi（離太陽約51光年）。
最初，大部分被探測到的行星都是與木星質量相似或大於木星的氣體巨星，這導致了“超級木星”一詞被創造出來。但這並不是暗示氣體巨星比岩石（即“類地”）行星更普遍，這些發現僅僅是因為接近木星大小的行星因其大小而更易被探測到。
開普勒任務：
該任務以文藝復興時期天文學家開普勒命名，開普勒空間觀測站於2009年3月7日由NASA發射，目的是探索環繞其他恆星運行的類地行星。該任務作為NASA發現計劃的一部分，屬於一系列相對低成本的科學研究項目，開普勒任務是調查銀河系的一部分，以發現太陽系外行星的證據，並估計銀河系中有多少恆星具有行星系統。
開普勒任務的唯一工具是一個光度計，它依靠經緯儀的探測方法（見下文），在固定的視場內連續監測超過145000顆主序列恆星的亮度。這些數據被傳回地球，科學家們在地球上進行分析，尋找太陽系外行星在其主星前凌日（經過）時引起的週期性變暗跡象。
圖解：柱狀圖顯示了近20年來每年發現的行星數量，並根據探測方法進行了細分。
截至2015年1月，開普勒及任務其後續觀測發現在440個恆星系統中確認了1013顆系外行星，另有3199顆候選的未確認行星。2013年11月，天文學家根據開普勒太空任務的數據報告，推測銀河系內類太陽恆星和紅矮星的可居住區內可能有多達400億顆地球大小的行星在運行。據估計，這些行星中有110億顆可能是圍繞太陽運行的恆星。
開普勒任務最初的計劃時長為3.5年，但行星數量比預期的結果更大，導致了任務的延長。2012年，該任務預計將持續至2016年，但由於航天器的一個反作用輪（用於指向航天器）發生故障，情況發生了變化。2013年5月11日，四個反作用輪中的第二個失靈，導致科學數據收集無法進行，並威脅到任務的繼續。
2013年8月15日，美國航天局宣佈放棄修復這兩個失敗的反作用輪的嘗試，並相應地修改了任務。美國宇航局建議將開普勒用於探測更小、更暗的紅矮星周圍的可居住行星，而不是棄用。該提案於2014年5月16日獲得批准，被稱為K2“第二光”。
可居住行星：
太陽系外行星的發現也增強了人們尋找外星生命的興趣，特別是那些在主星可居住區內運行的生命。該區域也被稱為“金髮帶”，是太陽系的區域，足夠溫暖（但不過度溫暖），因此液態水（和生命）可能存在於行星表面。
圖解：根據波爾多大學弗朗克·塞爾西斯的研究成果繪製的太陽系（上一排）和格利澤581系（下一排）的可居住區圖。來自：ESO
開普勒任務確認的第一顆行星的平均軌道距離恰好在其恆星可居住區域內，KePLer-22b。這顆行星距離天鵝座的地球約600光年，在2009年5月12日首次觀測到，在2011年12月5日被確認。根據所有獲得的數據，科學家認為該世界大約是地球半徑的2.4倍，很可能被海洋覆蓋，或者有液態或氣態外殼。
在開普勒任務部署之前，絕大多數已確認的系外行星都為木星大小或更大的範疇。然而，截至2014年3月，開普勒已經確定了超過2900個行星候選，其中許多屬於地球大小或“超級地球”大小的類別。其中許多位於母星的可居住區，有些甚至位於類太陽恆星的周圍。
檢測方法：
雖然一些外行星已經可以通過望遠鏡直接觀測到（一個稱為“直接成像”的過程），但絕大多數都是通過間接方法探測到的，例如中轉法和徑向速度法。
通過凌日法，行星在其母星盤的前面橫過路徑（即過境）時被觀測到。當這種情況發生時，觀測到的恆星亮度會小幅下降，該現象可用來測量和確定行星的大小。
過境法揭示了行星的半徑，有利於通過光譜研究行星的大氣。然而，它存在相當大的假陽性率，並且通常要求行星的軌道的一部分與主星和地球之間的視線相交。
圖解：2009年直接探測到的太陽系外行星βpictoris b。來自：ESO
因此，通常有必要用另一種方法進行進行雙重確認。儘管如此，它仍然是最廣泛使用的探測手段，並且通過該方法發現的系外行星比所有其他方法的總和更多。開普勒望遠鏡也是使用的這種方法（見上圖）。
徑向速度（或稱多普勒方法）包括測量恆星的徑向速度，即它向地球移動或離開的速度。這是一種探測行星的方法，因為作為行星軌道的恆星，它們施加的引力會使恆星自身在圍繞系統中心的小軌道上產生移動。
這種方法的優點是適用於具有廣泛特性的恆星。它的缺點之一是它不能確定行星的真實質量，只能確定質量下限。但它仍然是尋找太陽系外行星的第二有效的技術。
其他方法包括渡越時間變化（TTV）和重力微透鏡。前者依賴於測量一個行星的過境時間的變化，以確定其他行星的存在。這種方法在確定一個系統中存在多個過渡行星是有效的，但要求至少存在一個已經被證實的行星。
在另一種方法中，日食雙星中日食的定時可以探知到一顆圍繞兩顆恆星運行的外部行星。截至2013年8月，已經通過該方法發現了一些行星，從而得到更多的證實。
圖解：每年2014年9月太陽系外行星的發現數量，顏色指示檢測方法-徑向速度（藍色），過境（綠色），定時（黃色），直接成像（紅色），微透鏡（橙色）。來自：公共域
在引力微透鏡的情況下，即通過恆星引力場的作用，像透鏡一樣放大遠處背景恆星的光。圍繞這顆恆星運行的行星會隨著時間的推移在放被放大後引起可察覺的異常，從而指示它們的存在。這項技術在探測類似太陽的恆星軌道較寬（1-10aus）的恆星時是有效的。
還有其他的方法存在並被單獨或聯合使用，並探測和確認了上千顆行星。截至2015年5月，已確認1214個行星系中共有1921顆行星，以及482個多行星系。
未來的任務：
隨著開普勒任務的結束，以及其在短時間內做出的諸多發現，NASA和其他聯邦航天機構計劃繼續尋找太陽系外行星。該任務將在開普勒任務的基礎上進行，包括在2017的某個時間計劃發射的外行星探測衛星（TESS）和傑姆斯韋伯太空望遠鏡，其將於2021十月部署。
圖解：2013年1月2日：天文學家估計銀河系可能包含多達4,000億顆系外行星，這幾乎是每一顆恆星都有一顆行星。
此外，歐洲航天局（ESA）希望繼續使用於2013開始運行的GIA-航天器繪製銀河系（包括系外行星）的相當一部分。由美國航天局參與的赫歇爾空間天文臺和歐空局的任務已於2009年開始運作，預計也將在未來幾年作出許多有趣的發現。
有一個宇宙在那裡被發現，而我們幾乎沒有觸及其表面。
如今關於宇宙有許多有趣的文章，從發現的第二小系外行星到圍繞大質量恆星觀察到的行星形成。有關開普勒空間天文臺的更多信息，請訪問美國宇航局的開普勒主頁。
您還應該看看前十大系外行星和系外行星目錄。美國宇航局的系外行星科學研究所也有一個很好的網站，叫做美國宇航局系外行星檔案館，它是在加州理工學院的幫助下維護的。
天文學演員正在尋找其他世界的連續劇裡開疆拓土。
1.Wikipedia百科全書
2.天文學名詞
3. Matt Williams- Charlene-碎瑜之喜
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