系外行星都是些什么样子的？

截至2021年12月20日，科学家已发现系外行星4904个，系外行星系统3628个，系外多行星系统808个（最新数据见：http://exoplanet.eu/catalog/）。这些系外行星系统和我们的太阳系总体来说还是颇有相似之处的。

人类发现系外行星的第一例可靠的结果发表于1995年11月，该行星位于飞马座方向，其母恒星编号为飞马座51，质量和半径都跟太阳类似，也是一颗主序星。这颗系外行星的质量大约相当于半个木星，公转周期只有短短4.23天，轨道半径780万千米，只有水星轨道的1/8。作为对比，木星的公转周期将近12年，轨道半径约为7.8亿千米，是这颗系外行星的100倍。可以说，这颗气态巨行星相当于贴着恒星的脸在公转了。离恒星这么近，它一定被晒得很热，所以这种行星有了一个俗名：热木星。

在这之后，又有一些科学家宣布发现了一些系外的热木星，不过，人类显然对发现系外的类地行星更感兴趣，但是困难在于，系外行星质量比气态巨行星小很多，对恒星的影响相应也会小很多，要发现的话要困难得多。不过，随着观测技术的进步、观测精度的提高，科学家终于陆续发现了一些质量为十几倍到几倍地球质量的行星（作为对比，木星质量是地球质量的318倍），这类行星被称为“超级地球”。

2007年，有科学家发现三颗系外行星拥有大气，不过它们都是热木星。另外一些科学家发现恒星Gliese 581有3个质量接近地球的行星，不过它们距离自己的母恒星都特别近。

图1. 恒星Gliese 581和它的行星艺术想象图（图源：https://www.nasa.gov/）  

2009年，美国发射了开普勒（Kepler）系外行星探测器，发现了一大批系外行星，其中包括不少大小类似地球的行星。一个著名的例子是Kepler-22 b。这个系统的母恒星Kepler-22是一颗类太阳恒星，它的行星Kepler-22b直径是地球的2.38倍，公转周期289.9天，最重要的是，它的位置正好位于该恒星系统的宜居带，其上可能有海洋和大气，甚至生命！  

当通过间接方法探测到系外行星后，科学家可以使用一些大型望远镜，用特殊的  技术拍摄到系外行星的光学图像。首例是2004年4月，欧南台的8.2米VLT望远镜拍摄到半人马座中的一颗褐矮星2M1207的照片，在其不远处的红色暗斑是一颗行星2M1207b（图2）。这颗系外行星的母恒星很暗很小，质量只有太阳质量的2.5%，而这颗系外行星本身很大，质量是木星的4倍，所以它和其母恒星的亮度只相差100倍，这就不容易被母恒星的光芒淹没了。  

图2. 第一幅系外行星的光学照片，拍摄的是2M1207b（图源：https://exoplanets.nasa.gov/）  

总之，系外行星千姿百态，发现的比较多的是热木星、超级地球这类质量大或者离母恒星近的行星，但近年来也发现了一些大小和环境跟地球类似的行星。至于是否有系外行星存在生命，就要留待未来的探索了。  

（本回答主要参考了苏宜老师编著的《天文学新概论（第五版）》）