本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点。
华盛顿特区—本周在此举行的美国天文学会会议，是历史上规模最大的天文学家聚会（3400人）—汇集了有史以来最非凡的宇宙知识，可能唯一的例外是艾萨克·牛顿独自用餐的时候。议题的广泛性令人震惊，但其中最引人注目的是对太阳系外行星的研究。开普勒太空望远镜的发现最受关注，但我用整整一本笔记本记录了其他系外行星的发现和理论。
系外行星如此有趣的原因不仅在于它们使天文学家更接近他们找到另一个地球的梦想，而且行星们从不让人失望。每一种新的行星探测技术都带来新的惊讶。对于发现第一颗绕类太阳恒星运行的系外行星的多普勒频移技术，令人惊讶的是行星可以如此靠近其恒星运行。对于开普勒现在使用的凌星技术，令人惊讶的是行星具有意想不到的密度。
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质量与木星和土星相当的行星在紧密轨道上的密度低于预期—低至约每立方厘米0.1克。泡沫塑料是会议上选择的比喻，也许是因为睡眠不足的天文学家和记者们都在想着咖啡。这种蓬松行星的一个原因可能是恒星加热它们并将它们膨胀，但哈佛大学的理论家迪米塔尔·萨塞洛夫表示怀疑。原因之一是，恒星辐射会加热大气层的顶部，而要使行星膨胀，您需要将能量注入到行星内部深处。潮汐加热—恒星的引力像揉面团一样揉搓行星并使其变暖，就像来回弯曲回形针使其变热一样—可能对具有非圆形轨道的行星有效，但大多数行星并非如此。另一个想法是，行星可能会保留更多在其形成过程中产生的热量。
对于像天王星和海王星这样更小的行星世界，问题在于行星的质量和大小没有形成连续体。这些行星和更大的行星之间存在明显的差距。一种观点认为，那些较小的行星世界曾经更大，并且它们的外层气体在数十亿年的无情恒星加热后被蒸发掉了。美国宇航局戈达德太空飞行中心的布赖恩·杰克逊计算出，一颗靠近其恒星的类土星行星可能会在数十亿年内损失100个地球质量的物质。
在已知行星尺寸的最低端，接近地球尺寸，密度之谜是密度值的范围很广，这暗示了十年前几乎无法想象的成分多样性。
诸如密度之类的属性反映了行星是如何形成和演化的，但是重建这段历史一直受到观测选择效应的阻碍。在会议上我最喜欢的演讲中，俄亥俄州立大学的斯科特·高迪描述了多普勒技术和凌星技术至今都未能获得具有代表性的行星样本—部分原因是它们天生对大型、近距离行星敏感，部分原因是天文学家组织他们的观测是为了最大限度地提高他们发现行星的机会，而不是获得良好的统计数据。因此，天文学家不知道他们看到的是规则还是例外。
高迪自己的引力微透镜技术—行星通过在背景恒星前方经过并暂时放大星光来显示自身—避免了第二个问题（样本选择）。它监测数百万颗背景恒星，并且不对可能在其前方经过的物体施加偏见。它并没有避免第一个问题（有偏差的灵敏度），而是通过拾取更远轨道上的行星来补充其他技术。那里被认为是巨行星的起源地，即使是那些在紧密轨道上的巨行星。
高迪的 µFUN 巡天—一项结合了专业和业余天文学家努力的低成本行动—迄今已发现五个行星系统，其中一个系统拥有一对类似于木星和土星的行星。如果巡天中的 13 颗恒星每颗都有行星，那么考虑到该技术的偏差，应该总共出现 18 颗行星。
高迪和他的同事们冒险用这个微小的样本进行统计，得出结论，每三颗恒星中就有一颗拥有行星—而多普勒技术则暗示只有每 20 颗恒星中有一颗。如果是这样，大多数行星都留在它们形成的遥远轨道上，而不是向内迁移。此外，在六个案例中出现一个行星对表明，这种行星对在六个系统中发生一个—这使我们的太阳系成为少数，但不是完全的异常值。
随着理论家努力解释数据，观测者继续改进他们的仪器。哈佛-史密森天体物理学中心的罗恩·沃尔斯沃思描述了一项新技术，该技术可能使多普勒技术（仍然是黄金标准）能够探测到类地行星。该技术寻找行星对其宿主恒星的轻微拉力；地球导致太阳以每秒约 10 厘米的速度移动。当今最先进的技术可以探测到每秒约 1 米的速度。一个问题是缺乏足够稳定和精确的标尺来测量谱线及其微小的多普勒频移。沃尔斯沃思认为，答案可能是激光频率梳，这听起来像是激光脱毛的可怕表亲，但实际上是由快速脉冲激光器产生的超精密频率标准。
尽管取得了这些进展，开普勒仍然是找到第一个真正的类地行星的最佳希望。根据定义，类地轨道上的行星每年只在其恒星前方经过一次，因此开普勒还需要几年时间才能发现一颗。与此同时，它将产生很多令人兴奋的事情—不仅仅是关于行星。通过监测数百万颗恒星寻找行星，该天文台不禁会收集到有关这些恒星的信息。圣何塞州立大学的娜塔莉·巴塔利亚使用开普勒来解决一个古老的问题：太阳有多典型？太阳的亮度振荡幅度不到百分之一。其他光谱类型的恒星是否也同样平静？
答案似乎是肯定的。最亮的 20 颗 G 型恒星同样稳定。事实上，在巴塔利亚检查的 43,000 颗 G 型恒星中，三分之二的恒星即使有活动，也更不容易发生诸如太阳耀斑之类的活动。它们的相对平静，与行星的发现一样，提高了银河系其他地方存在生命的可能性。
CoRoT-7b 的艺术家印象图，这是已知最小的绕类太阳恒星运行的系外行星：ESO/L. Calçada