太陽系外惑星
太陽系外惑星には主星に非常に近い軌道をわずか数時間で公転しているものや、とても遠くに離れて数千年かけて公転しているものもあり、中には主星と重力的に結び付いているかどうかも曖昧なほど離れているものもある。これまで発見されてきた太陽系外惑星のほとんどは銀河系内に位置しているが、銀河系から遠く離れた別の銀河内に存在する銀河系外惑星が存在する可能性を示す証拠も見出されている。現在、知られている最も太陽系に近い太陽系外惑星はプロキシマ・ケンタウリbで、約4.2光年(約1.3パーセク)離れている。
太陽系外惑星の発見は、地球外生命探索への関心を強めてきた。地球上における生命の前提条件である、液体の水が表面に存在する可能性がある領域ハビタブルゾーン内を公転する惑星には、より大きな関心が集まっている。惑星の居住可能性についての研究において、生命が存在しうるのに必要な惑星の地球との適合性には、それ以外にも様々な要因を考慮する必要がある。
太陽系外惑星に加えて、恒星を公転せずに単独で存在することが多い自由浮遊惑星と呼ばれる天体も存在する。それがWISE J0855-0714のようなガスジャイアントの場合、準褐色矮星と扱われることもある。銀河系内に自由浮遊惑星は10億個以上存在すると考えられている。
2014年、惑星表面からの水素の蒸発を観測した結果、惑星HD 209458 bの周りに磁場が存在すると推測された。これが初めて(間接的に)検出された太陽系外惑星の磁場となった。この磁場の強さは木星の約10分の1になるとされている。
主星と近くの惑星の間で作用する、磁場の相互作用はガリレオ衛星が木星の表面上にオーロラを形成させるのと同様の原因で引き起こされる。オーロラによる電波放射はLOFARなどの電波望遠鏡で検出することができる。電波の放射は、他の観測方法では求められない、惑星の自転速度を求めれる可能性が示されている。
地球の磁場は、液体金属コアの流れに起因するが、より内部が高圧なスーパー・アースでは、地球での条件で作られた化合物と異なるものが形成されるかもしれない。化合物は、より大きな粘度と高い融点を持つ可能性があり、内部が異なる層に分類するのを避け、コアの無い未分化のマントルを形成しているかもしれない。
木星と同程度またはそれ以上のサイズで、恒星にきわめて近い軌道(軌道長半径0.1au以下)を公転している惑星。
宇宙の中で生命が誕生するのに適した環境と考えられている天文学上の領域にある惑星。ゴルディロックス惑星と異なり、この領域内であれば惑星のサイズを問わない。
主系列星を公転する初めての太陽系外惑星は1995年10月6日に検出され、ペガスス座51番星bと命名された。太陽系外惑星の恒星面通過(トランジット)が観測されると、惑星の真の質量や大きさを含む多くの物理的要素を求めることができ、ある程度、内部構造を推定できる。さらに恒星面通過の際に分光分析を行うことによって、惑星の大気の動態や大気組成を調べることができる。
統計学的調査と個々の惑星の特徴付けは、太陽系外惑星学における基本的な問題を解く手がかりとなっている。2023年11月初頭の時点で発見されている5,500個以上の太陽系外惑星を発見するために、様々な観測技術が用いられてきた。様々な年齢の主星を公転する膨大な惑星のサンプルを文書化することは、惑星系の形成や地質の進化、軌道移動、そしてそれらの潜在的な居住性への理解を深めることに繋がる。また、太陽系外惑星の大気を特徴付けることは、太陽系外惑星学の新たなフロンティアとなっている。
C.で行われたアメリカ天文学会 第215回会合(英語版)で、その観測結果が発表された。
2009年6月10日には、いて座V4046星という連星の周囲に原始惑星系円盤が存在することが、サブミリ波電波干渉計 (SMA) の観測でとらえられたと発表された。この連星系の恒星同士の間隔は約600万km(約0.04au)で、これは太陽から水星までの10分の1にすぎない。恒星の多くは連星となっているが、このように近接した連星系には惑星は出来ないと考えられていた(これ以前に惑星が発見された連星系の間隔は、20から数百auである)。
2009年5月28日、位置天文学法(アストロメトリ法)と呼ばれる観測方法を用いて初めて太陽系外惑星候補を発見したと発表された。この太陽系外惑星はVB 10(グリーゼ752B)と呼ばれる小型の恒星を公転しているが、後のドップラー分光法による観測では検出されず、存在はまだ確定していない。
2009年8月、太陽系外惑星探索プロジェクトのスーパーWASPによる観測で、地球から約1,000光年離れた位置にある恒星WASP-17を公転する惑星WASP-17bが発見された。大きさは木星の約2倍だが、質量は木星の約半分しかないため、地球や木星と比べてもかなり密度は低い。またロシター・マクローリン効果による測定で、この惑星が主星の自転方向と逆方向に公転する逆行惑星であることが判明した。同年11月には、国立天文台とマサチューセッツ工科大学を中心とする日本・アメリカ合衆国の研究チームもまた、主星の自転とは逆向きに公転する逆行惑星、HAT-P-7bを発見している。