Az exobolygók kimutatása nem könnyű feladat: a csillag fénye elnyomja a körülötte keringő bolygó fényét olyannyira, hogy emiatt az szinte észrevétlen marad. Mára több különböző módszert is kidolgoztak a csillagászok a más csillagok körül keringő bolygók kimutatására. Az egyik legelterjedtebb módszer a csillag színképének a vizsgálata. A bolygók a tömegvonzás törvénye miatt ugyanis nem a csillag körül keringenek - ha pontosan akarunk fogalmazni, valójában a csillag és a bolygó a két égitest közös tömegközéppontja körül kering. Ez azt jelenti, hogy a bolygó gravitációjának hatására a csillag időnként közeledik, időnként távolodik tőlünk. A közeledés és a távolodás periódusa a bolygó keringési idejével egyezik meg. Amikor a csillag közeledik felénk, színképvonalai a kék irányba, távolodáskor pedig a vörös irányba tolódnak. A csillagászok (egyéb adatok mellett) ennek a kék-, illetve vöröseltolódásnak a mértékét vizsgálják a bolygó tömegének és a csillagtól mért távolságának meghatározásához.

E sorok írásáig a fent leírt módszerrel összesen 292 exobolygót fedeztek fel mintegy 251 csillag körül: mindeddig 29 Naprendszeren kívüli, több bolygót tartalmazó bolygórendszert ismerünk. Ha a bolygók tulajdonságát is megvizsgáljuk, érdekes összefüggésre bukkanhatunk. A felfedezett exobolygók többsége rendkívül közel kering csillagához (a bolygók keringési ideje sok esetben csak néhány nap - összehasonlításképp: a Merkúr 88 nap alatt tesz meg egy fordulatot a Nap körül), tömegük pedig a Jupiter tömegének néhányszorosa. Ezek az óriási, forró Jupiter típusú exobolygóknak nevezett égitestek a csillaghoz való közelségük és nagy tömegük miatt könnyen kimutathatók a megfigyelők számára. Az exobolygók tömegvonzása ugyanis a csillagtól való távolság növekedésével négyzetesen csökken, így a csillag színképvonalainak távcsövekkel kimutatható eltolódása az exobolygó nagy távolsága esetén valójában már kimutathatatlanná válik. Az tehát, hogy leginkább a csillaghoz közel keringő, nagyméretű forró Jupitereket ismerünk, leginkább egyfajta (a műszerek gyengeségéből adódó) kiválasztási effektusnak köszönhető.

Persze a csillagászok szeretnek előre gondolkodni, s ott lebeg előttük a távoli jövőben elérhető cél: egy Föld méretű bolygó kimutatása, a kőzetexobolygók távcsöves vizsgálata és légkörük tanulmányozása színképi úton. Bár még néhány évvel ezelőtt is úgy gondolták, hogy ezeket a kutatásokat csak valamikor a távoli jövőben tudják kivitelezni, ma már úgy tűnik, egy-egy kivételes esetben ma is mód nyílik hasonló vizsgálatok elvégzésére.

Az elmúlt években sokan már-már elbizonytalanodva tették fel a kérdést: lehet, hogy nem is a műszerek hibája miatt találunk ilyen nagy számban forró Jupitereket? (A Föld-Neptunusz mérettartományba eső kőzetbolygókból alig egy tucatot ismertünk.) Elképzelhető, hogy kőzetbolygók kialakulása legalábbis nem magától értetődő folyamat, hogy azért találunk ennyi forró Jupitert, mert valójában alig vannak kőzetbolygók, a Naprendszer pedig egy hatalmas kivétel az univerzumban?

A kérdések megválaszolásához a csillagászok még 2003-ban elindították a HARPS (nagy pontosságú radiális sebességmérő bolygókereső) kutatóprogramot. Az Európai Csillagászati Szervezet által épített és üzemeltetett, chilei La Silla Obszervatórium 3,6 méter átmérőjű távcsőre szerelt, szintén HARPS nevű spektrográf feladata, hogy minél nagyobb felbontású színképeket készítsen a különböző csillagokról. A nagy felbontóképességnek köszönhetően már a színképvonalak kis eltolódása is kimutatható, ami a Jupiternél kisebb tömegű bolygók felfedezését is lehetővé teszi.

A siker nem váratott sokáig magára. A HARPS-szal dolgozó kutatócsoport idén 45 új exobolygó felfedezését jelentette be. Az előzetes mérések szerint ezek túlnyomó többsége valószínűleg a Jupiterénél kisebb tömegű, ún. "forró Neptunuszok". A forró jelző ezek esetében is a bolygók csillaguktól mért kis távolságára utal: valamennyi keringési ideje rövidebb 50 napnál. Összetételüket tekintve a modellek szerint ezek főként kőzetbolygók lehetnek.

A méréseket alapul véve a csillagászok itt nem álltak meg. A 45 "HARPS-bolygó" között feltételezhetően számos olyan akadhat, amely a csillag körüli keringése során a Földről nézve eltakarja csillagát. Ilyenkor a csillag fénye (napjaink műszereivel már éppen kimutatható módon) kissé lecsökken. Első feladatuknak a csillagászok most azt tekintik, hogy ezeket a bolygókat kiválasszák a 45 közül. Ezután ismét megkezdenék ezek vizsgálatát a HARPS spektrográffal vagy egy nagyobb átmérőjű teleszkóp hasonló műszerével. Ugyanis amellett hogy a bolygó a csillag előtti áthaladás (tranzit) során lecsökkenti a csillag fényét, légköre módosítja is a csillag színképét. A csillag fényének egy kis része ugyanis a bolygó légkörén történő áthaladás során elnyelődik, s megjelennek a bolygó légkörét alkotó gázokra jellemző elnyelési vonalak.

Ha a csillagászok felveszik a csillag színképét a bolygó áthaladása előtt és közben, akkor a két színkép összehasonlításából egyértelműen megállapíthatják a bolygó légkörének az összetételét. Nem ez lenne az első alkalom a módszer alkalmazására, hiszen a HD 189 733 jelű csillag bolygójának légkörében hasonló tranzit során már mutattak ki metánt és vízgőzt. Az újdonság így elsősorban abban áll, hogy míg a HD 189 733 körül keringő planéta valószínűleg egy Jupiter méretű gázbolygó, addig most a csillagászoknak lehetősége nyílhat kőzetbolygók légkörének a vizsgálatára.

A tervek szerint jövő év közepén elindulhat a Kepler nevű amerikai űrtávcső, amely a csillagtól nagy távolságban keringő, Föld méretű égitestek kimutatására is képes lehet a tranzitmódszerrel (a bolygó áthaladásakor a csillag fényének kis csökkenését mérve). Természetesen a fő cél az lenne, hogy a jövőben a Földéhez közeli tömegű, egy Naphoz sokban hasonlító csillagtól közel ugyanolyan távolságban keringő exobolygó esetleg nitrogénben, oxigénben gazdag légkörét is vizsgálni lehessen. Erre a legmegbízhatóbb módszer az volna, ha a csillag fényét valahogy el lehetne nyomni, a bolygó spektrumát pedig közvetlenül felvenni. Erre irányult a következő évtized közepére tervezett, amerikai űrtávcső, a Terrestrial Planet Finder (Föld típusú bolygót kereső) koncepciója. A NASA azonban pénzhiány miatt törölte a programot. Úgy tűnik, a Föld testvéreinek a felfedezésére egy kicsit még várni kell.