以宇宙之廣大，或許有可能誕生與地球生命形式完全不同的生命——基本成分不同(比如基礎(chǔ)元素是硅而不是碳的硅基生命)、遺傳物質(zhì)不同(不是DNA和RNA)、生活環(huán)境和外在形態(tài)更是完全不同(八爪魚(yú)或大蟑螂嗎?參見(jiàn)各種離奇的科幻小說(shuō))。但人類(lèi)認(rèn)識(shí)地外生命的過(guò)程，還是要從尋找與自己相似的生命開(kāi)始。此類(lèi)搜索的第一步(除了派飛船到鄰近行星上去挖細(xì)菌)，就是尋找條件與地球相似的太陽(yáng)系外行星。過(guò)去十幾年來(lái)，人們差不多研究過(guò)100光年以?xún)?nèi)的所有恒星，在1000余顆恒星的周?chē)l(fā)現(xiàn)了約100顆行星。如果這個(gè)接近10％的比例具有代表性，那么我們可以大致估算出，銀河系的2000余億顆恒星中可能有200億顆擁有自己的行星系統(tǒng)，完全有理由猜想其中存在與地球非常相像的星球。

根據(jù)法國(guó)巴黎天文臺(tái)的讓·施耐德的統(tǒng)計(jì)，截至2002年6月底，人類(lèi)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了100顆太陽(yáng)系外行星?？赡苣嫌趯?duì)其中某些行星的身份認(rèn)定存在不同意見(jiàn)——或者還有網(wǎng)頁(yè)更新速度不一的緣故，美國(guó)加州一卡耐基行星搜索小組及美國(guó)航空航天局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的統(tǒng)計(jì)表還不足100之?dāng)?shù)，前者為92顆，后者則為82顆。在施耐德的統(tǒng)計(jì)表中，這第100顆太陽(yáng)系外行星繞HD2039恒星運(yùn)轉(zhuǎn)，質(zhì)量為4.12個(gè)木星質(zhì)量，與恒星距離為2.19個(gè)天文單位(即地球與太陽(yáng)距離的2.19倍)，繞其恒星公轉(zhuǎn)周期為近1210個(gè)地球日。HD2039恒星與地球的距離約為293光年。

目前發(fā)現(xiàn)的太陽(yáng)系外行星都是與木星相似的巨型氣態(tài)行星，大部分行星的質(zhì)量比木星大，最大的甚至有13.75個(gè)木星質(zhì)量。但這并不表示其他恒星周?chē)男行钦娴拇蠖嗍穷?lèi)木行星，只是我們現(xiàn)在的觀測(cè)能力有限，只能先看到這些大行星罷了。行星本身不發(fā)光，只會(huì)反射恒星的光芒。想想人類(lèi)當(dāng)初發(fā)現(xiàn)冥王星尚且那么困難，要在幾十、幾百光年的距離上直接看到一顆行星，實(shí)在還不是目前的水平能達(dá)到的。1999年底曾有英國(guó)科學(xué)家報(bào)告說(shuō)，他們從50光年外的一顆恒星的光芒里，分離出了行星的光芒，引起了廣泛關(guān)注。大半年后，研究者承認(rèn)，重復(fù)研究表明原先的結(jié)果可能是隨機(jī)誤差導(dǎo)致的，只是空歡喜一場(chǎng)。

目前最常用于尋找太陽(yáng)系外行星的方法是所謂多普勒擺動(dòng)。我們通常說(shuō)“行星在引力的作用下繞恒星公轉(zhuǎn)”，實(shí)際上應(yīng)該是恒星一行星的雙星系統(tǒng)繞它們共同的質(zhì)心公轉(zhuǎn)。只是恒星的質(zhì)量比行星大得多，兩者的共同質(zhì)心離恒星非常近而離行星很遠(yuǎn)，因此馬馬虎虎地說(shuō)行星繞恒星公轉(zhuǎn)也無(wú)不可。由于恒星本身也沿一個(gè)微小的橢圓軌道繞共同質(zhì)心運(yùn)轉(zhuǎn)，從地球上看來(lái)，它在有規(guī)律地靠近和遠(yuǎn)離地球。由于多普勒效應(yīng)，恒星靠近地球的過(guò)程中，其到達(dá)地球的光線(xiàn)會(huì)發(fā)生藍(lán)移；而遠(yuǎn)離地球的過(guò)程中，光線(xiàn)會(huì)發(fā)生紅移。觀察恒星光譜這種周期性的微小擺動(dòng)，就能察知附近必有一個(gè)看不見(jiàn)的天體在牽引它。很顯然，行星質(zhì)量越大、離其恒星越近，多普勒擺動(dòng)的效果就越明顯，因此人類(lèi)首先發(fā)現(xiàn)的太陽(yáng)系外行星中以離恒星很近、質(zhì)量巨大的行星居多，也是理所當(dāng)然。

行星對(duì)其恒星運(yùn)動(dòng)的影響也可不利用光譜來(lái)判定，而通過(guò)直接觀察恒星位置的變化。不過(guò)依據(jù)的基本原理與多普勒擺動(dòng)基本相同，都適用于質(zhì)量較大的行星。另一種方法是觀察行星對(duì)恒星的周期性掩蝕：從地球上看，當(dāng)一顆行星經(jīng)過(guò)其恒星時(shí)，雖然它本身不能被直接看到，但它引起的“日食”會(huì)使恒星的光芒減弱，掩蝕結(jié)束后光度又恢復(fù)正常。這種方法對(duì)行星和恒星位置的要求未免高了一點(diǎn)，但它是日前唯一可行的尋找小質(zhì)量彳亍星——即與地球差不多大小的行早——的方法。

總的來(lái)說(shuō)，迄今發(fā)現(xiàn)的太陽(yáng)系外行星還沒(méi)有任何一顆淡得上與地球略有相似之處，不過(guò)加州卡耐基行星搜索小組2002年6月報(bào)告的15顆新行星中，有兩顆頗為有趣。一顆是迄今發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量最小的太陽(yáng)系外行星，僅0.12個(gè)木星質(zhì)量(不過(guò)仍相當(dāng)于38個(gè)地球)，繞御夫座方向上的HD49674恒星(離地球133光年)運(yùn)轉(zhuǎn)，與恒早距離為口地距離的1／20，公轉(zhuǎn)周期接近5個(gè)地球日。另一顆行星位于巨蟹座55(55Cne)恒星附近，是這顆恒星的三顆行星之一。它的質(zhì)量約為4個(gè)木星質(zhì)量，軌道半徑為5，9個(gè)天文單位，與木星的軌道半徑相當(dāng)接近，是已發(fā)現(xiàn)的太陽(yáng)系外行星中與其恒星距離最遠(yuǎn)的。

終極大獎(jiǎng)——質(zhì)量與地球相似的固態(tài)行星、與其恒星之間的距離也正好合適，這樣的行星不能依靠多普勒擺動(dòng)來(lái)發(fā)現(xiàn)。2006年美國(guó)航空航天局的“開(kāi)普勒”飛船和2008年即將升空的歐洲航天局的“愛(ài)丁頓”飛船，都將通過(guò)觀察行星對(duì)恒星的掩蝕來(lái)尋找小質(zhì)量行星。太空中的觀測(cè)角度要靈活得多，這些飛船有望發(fā)現(xiàn)成千甚至上萬(wàn)顆行星?根據(jù)歐洲航天局的計(jì)劃，“愛(ài)丁頓”之后的“蓋婭”將擴(kuò)大搜索范圍，最后由“達(dá)爾文”飛船隊(duì)來(lái)分析那些與地球最相似的行星發(fā)出的光芒，從這些行星的大氣中尋找生命跡象。

除了尋找與地球相似的星球，研究太陽(yáng)系外行星還將有助于了解太陽(yáng)系行星的形成過(guò)程?？茖W(xué)家一般認(rèn)為，太陽(yáng)系是一團(tuán)星云狀物質(zhì)在引力作用下收縮形成的，核心處聚集的物質(zhì)溫度升高，點(diǎn)燃核反應(yīng)形成太陽(yáng)：外圍物質(zhì)也聚集形成稱(chēng)為“原行星盤(pán)”的氣體塵埃盤(pán)，最終成為行星。但這種概念比較模糊，一些細(xì)節(jié)存在不少疑問(wèn)和爭(zhēng)議。我們不可能逆轉(zhuǎn)時(shí)間去看早期的太陽(yáng)系，但如果能發(fā)現(xiàn)足夠多的、處于不同演化階段的太陽(yáng)系外行星，就可以很好地解答行星的形成問(wèn)題。這就像我們不必從嬰兒出生開(kāi)始一直追蹤幾十年到他老死，只需要觀察一下世界上老老少少不同的人，就能知道人是怎樣誕生、長(zhǎng)大、變老的。

天文學(xué)家在這方面已經(jīng)邁出了嘗試性的步伐。一個(gè)研究小組2002年6月19日在卡耐基研究所舉行的太陽(yáng)系外行星學(xué)術(shù)會(huì)議上說(shuō)，他們發(fā)現(xiàn)麒麟座方向上的KH15D恒星的光芒會(huì)周期性地變暗。這顆恒星離地球2400光年，年齡僅300萬(wàn)年左右，尚處于幼年期。它的亮度以48.3天為周期有規(guī)律地變化，最暗時(shí)亮度僅為平常的4％，約兩天之后恢復(fù)正常?？茖W(xué)家認(rèn)為，這種“眨眼”現(xiàn)象可能不是行星掩蝕恒星形成的，而是尚未形成行星的塵埃云，即正在誕生中的行星。

另一批天文學(xué)家則在2002年7月4日的《自然》雜志上報(bào)告說(shuō)，不久前他們?cè)?20光年外的HDl41569恒星附近發(fā)現(xiàn)了巨型氣體行星正在誕生的跡象。這顆恒星年齡在500萬(wàn)年。1000萬(wàn)年之間，質(zhì)量比太陽(yáng)大兩三倍。研究人員從它的光譜中發(fā)現(xiàn)了一氧化碳和H³⁺(三個(gè)氫原子組成的原子團(tuán)，失去了一個(gè)電子)的譜線(xiàn)，前者代表恒星周?chē)膲m埃，后者則是木星等巨型氣態(tài)行星的典型特征。據(jù)推測(cè)，在離該恒星17個(gè)天文單位的地方可能有一個(gè)塵埃環(huán)，7個(gè)天文單位的地方則有一個(gè)正在形成的氣態(tài)大行星。這些發(fā)現(xiàn)如果得到證實(shí)，都代表著太陽(yáng)系演化早期的重要階段，對(duì)研究行星的演化十分有用。