浩瀚宇宙中，地球是唯一具有生命的星球嗎？光銀河系內就有一千億到四千億顆恆星，環繞它們的行星中，難道沒有其它生物、甚至不亞於人類的高度文明嗎？要尋找外星生命，得先找到環境條件適合生命發展的行星。
問題是，行星本身不會發光，即使反射來自恆星的光，若非距離地球過於遙遠而無法看見，就是被恆星本身的光芒遮蔽。我們要如何發現太陽系以外的行星？
徑向速度法
長久以來，天文學家普遍相信我們不可能發現系外行星，不過1995年11月的《自然》期刊上，卻刊登了瑞士日內瓦大學的梅爾（Michel Mayor）與奎洛茲（Didier Queloz）的論文，宣稱他們在50光年外的「飛馬座51」恆星發現一顆行星，並指出其軌道半徑與質量。
他們是怎麼做到的？
原來行星環繞恆星公轉時，兩者之間的重力作用會使恆星輕微擺動，恆星的徑向速度（接近或遠離地球的速度）也因而有所改變，以致光譜譜綫分別會有藍移和紅移效應，而且是週期性的變化。梅爾和奎洛茲便是藉此得知飛馬座51有顆行星，並推算出該行星的質量大小與軌道半徑，他們兩人也因此獲頒2019年的諾貝爾物理學獎。
不過這個方法無法讓我們對行星有更多瞭解，例如它是像地球這樣有岩石的類地行星嗎？是否有大氣層？大氣組成是什麼？溫度多高？這些都有助於尋找有生命可能的行星。
凌日法
1980年代，任職於NASA的博如基（William Borucki）提出尋找系外行星的另一種方法：凌日法。當系外行星橫過恆星朝著地球這一面時，會擋住一小部分恆星射向地球的光，根據觀測到的亮度減少程度，便能推算該行星的大小。再配合徑向速度法獲知的質量，便可算出其密度，知道它是哪一種行星。
此外，恆星的光穿過行星的大氣層時，大氣層中的元素會各自吸收特定頻率的光，使得觀測到的光譜出現不同暗線，便可以得知行星的大氣成分。
不過凌日法不一定都能用得上，行星軌道相對於地球的觀測角度必須在一定範圍內，才能觀測得到。1999年11月5日，天文學家用徑向速度法判定，飛馬座裡距地球約150光年的恆星HD 209458有一顆行星，質量為木星0.7倍（相當於地球的220倍），並預測這顆編號為HD 209458 b的行星即將橫過恆星與地球之間。
田納西州大學的天文學家亨利（Gregory Henry）得知後隨即進行觀測，果然在11月7日與14日都觀測到HD 209458的亮度下降1.7%，因而算出行星HD 209458 b的體積是木星的2.5倍，因此是個氣態巨行星（又稱類木行星），大氣成分含有氧和碳。
在此同時，哈佛大學的博士生夏博諾（David Charbonneau）也正在撰寫論文，準備發表他在九月就已用凌日法確認了HD 209458 b的一些性質。結果他們兩人的論文同時發表在下個月的天文期刊，這是人類首度掀開系外行星的神秘面紗，同時也為凌日法揭開了序幕。
從那時至今2024年10月為止，恰好滿25年，所發現的系外行星已有5,780顆，其中最近的是4.2光年外的比鄰星b，它所環繞的比鄰星也是離我們最近的恆星。有趣的是，比鄰星b是2016年才發現，但2006年就連載的科幻小說《三體》，已經設想和半人馬座α雙星組成三星系統的比鄰星，存在三體人所居住的行星。
2021年底發射升空的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡，主要用途之一就是研究系外行星的大氣層，藉此發現與地球相似的「超級地球」，因為這不但最可能有外星生命，也很可能適合人類居住，且讓我們拭目以待吧。
參考資料：
