Các hành tinh ngoài Hệ Mặt Trời

Cho đến tháng 12 năm 2009 đã có 415 hành tinh ngoài hệ Mặt Trời đã được phát hiện, hầu hết chúng có khối lượng tương đương hoặc lớn hơn khối lượng của Sao Mộc, và cũng có nhiều hành tinh có khối lượng nhỏ hơn cả Sao Thủy cho đến lớn hơn Sao Mộc vài lần đã được quan sát.Hành tinh nhỏ nhất từng phát hiện đã được tìm thấy quay xung quanh một tàn dư sao đã cạn kiệt nhiên liệu gọi là sao xung, đó là PSR B1257+12. Đã có gần một tá hành tinh ngoài hệ Mặt Trời được tìm thấy có khối lượng từ 10 đến 20 lần khối lượng Trái Đất, ví dụ chúng quay quanh các sao Mu Arae, 55 Cancri và GJ 436. Những hành tinh này đã được đặt cho tên hiệu là các Sao Hải Vương bởi vì chúng có khối lượng xấp xỉ với Sao Hải Vương (17 lần khối lượng Trái Đất). Một loại hành tinh ngoài hệ Mặt Trời mới khác đó là "Siêu Trái Đất", với khả năng là các hành tinh đất đá lớn hơn Trái Đất nhưng nhỏ hơn Sao Hải Vương và Sao Thiên Vương.

Cho tới nay, 6 hành tinh có khả năng là hành tinh siêu Trái Đất đã được phát hiện: Gliese 876 d, gần bằng 6 lần khối lượng của Trái Đất, OGLE-2005-BLG-390Lb và MOA-2007-BLG-192Lb, các hành tinh băng đá lạnh lẽo được khám phá nhờ hiệu ứng vi thấu kính hấp dẫn, COROT-Exo-7b, một hành tinh với đường kính được ước lượng bằng khoảng 1,7 lần đường kính của Trái Đất, (khiến nó trở thành hành tinh siêu Trái Đất nhỏ nhất được phát hiện và đo đạc), nhưng nó lại có bán kính quỹ đạo chỉ là 0,02 AU, điều này có nghĩa là bề mặt của nó có thể bị tan chảy tại nhiệt độ 1000-1500 °C,và hai hành tinh quay quanh một sao lùn đỏ gần Mặt Trời là Gliese 581. Gliese 581 d có khối lượng gần bằng 7,7 lần khối lượng Trái Đất, trong khi Gliese 581 c có khối lượng bằng 5 lần Trái Đất và ban đầu được nghĩ là có khả năng là hành tinh đất đá đầu tiên được tìm thấy nằm trong vùng ở được của một ngôi sao. Tuy nhiên, các nghiên cứu chi tiết hơn tiết lộ ra rằng nó quá gần ngôi sao mẹ để có thể ở được, và hành tinh xa hơn trong hệ này, Gliese 581 d, lại lạnh hơn nhiều so với Trái Đất, nếu có thể ở được trên nó thì bầu khí quyển của nó phải chứa lượng khí nhà kính cần thiết để tạo ra một môi trường đủ ấm.

So sánh kích thước của HR 8799 c (màu xám) với Sao Mộc.

Hầu hết các hành tinh ngoài hệ Mặt Trời đã được phát hiện đều lớn hơn Sao Mộc, mặc dù vậy các nhà thiên văn mong đợi sẽ khám phá được nhiều hành tinh nhỏ hơn trong tương lai gần.

Vẫn còn chưa rõ ràng một khi các hành tinh lớn được phát hiện ra liệu có giống với các hành tinh khí khổng lồ trong Hệ Mặt Trời hay không hay chúng lại là một loại hoàn toàn khác chưa được biết đến, giống như hành tinh amoniac khổng lồ hoặc hành tinh cacbon. Đặc biệt, một vài hành tinh mới được phát hiện, gọi là các hành tinh nóng kiểu Sao Mộc, có quỹ đạo cực gần với ngôi sao mẹ, và quỹ đạo gần tròn. Do đó chúng nhận được rất nhiều bức xạ sao hơn những hành tinh khí khổng lồ trong Hệ Mặt Trời, và các nhà thiên văn đã đặt ra câu hỏi liệu chúng có giống với các kiểu hành tinh đã biết hiện nay hay không. Cũng tồn tại một lớp các hành tinh nóng kiểu Sao Mộc, gọi là các hành tinh Chthonic (hành tinh địa ngục), theo đó quỹ đạo của hành tinh quá gần ngôi sao nên bầu khí quyển của chúng bị thổi bay hoàn toàn bởi bức xạ của sao. Trong khi đã có nhiều hành tinh nóng kiểu Sao Mộc đã được phát hiện đang trong quá trình mất đi bầu khí quyển, cho đến năm 2008, chưa một hành tinh Chthonic được phát hiện.

Để quan sát được chi tiết hơn các hành tinh ngoài Hệ Mặt Trời sẽ phải cần những thiết bị thế hệ mới, bao gồm các kính thiên văn không gian. Hiện tại hai tàu COROT và Kepler đang tìm kiếm các hành tinh ngoài hệ Mặt Trời nhờ vào hiệu ứng thay đổi độ sáng của các ngôi sao do hành tinh đi ngang qua. Một vài dự án đã được đề xuất để chế tạo một dãy các kính thiên văn không gian để tìm các hành tinh ngoài hệ Mặt Trời với khối lượng xấp xỉ khối lượng Trái Đất. Chúng bao gồm các dự án của NASA, Tàu tìm kiếm các hành tinh đất đá (Terrestrial Planet Finder), và Nhiệm vụ giao thoa kế không gian (Space Interferometry Mission), và PEGASE của CNES. Nhiệm vụ những thế giới mới (New Worlds Mission) là một thiết bị liên hợp với Kính thiên văn không gian James Webb. Phổ thu được đầu tiên từ các hành tinh ngoại hệ được thông báo vào tháng hai năm 2007 (của (HD 209458 b và HD 189733 b). Tần suất xuất hiện các hành tinh đất đá là một trong các tham biến của phương trình Drake ước lượng số lượng nền văn minh ngoài Trái Đất tồn tại trong thiên hà của chúng ta