如今，宇宙似乎不再那么孤单，这很大程度上要归功于 Geoff Marcy。他是一名加州大学伯克利分校的天文学家，正领导着系外行星的搜寻工作：那些围绕其他恒星运行的行星。他的研究揭示了许多奇特现象，例如热木星（在千度高温下烘烤的气态球）和逆行轨道天体，他还发现了第一个与太阳系大致相似的多行星系统。 去年秋天，他估计，根据他的观测，我们的银河系可能拥有数百亿颗大小和质量与地球相似的行星。现在，作为 NASA 的开普勒太空望远镜的联合研究员，他已接近找到其中的一些。二月份，开普勒将发布其首批重要观测数据；早期消息称，这些数据将包括对几百颗仅比我们自己的行星稍大的行星的初步识别。
目前的系外行星科学处于什么阶段？这是一次爆发。已识别出超过 450 颗系外行星。我们已经无法追踪了。十五年前，人们还在怀疑我们是否能找到一颗围绕类日恒星运行的行星，而现在我们应接不暇。仅仅是验证它们并对其质量和轨道进行分类就已经成为一项挑战。
去年最重要的进展是什么？对行星轨道的 研究带来了极其令人兴奋的结果。你可能会认为行星会沿着与恒星自转相同的方向运行：如果恒星逆时针旋转，行星应该逆时针围绕它运行，并位于与恒星赤道对齐的平面上。在我们的太阳系和我们测量的最初十几个系外行星中，情况就是如此。然后我们开始发现一些轨道错位的行星——轨道倾斜的行星，或者与恒星自转方向相反围绕恒星运行的行星，我们称之为逆行轨道。
逆行行星有什么重要意义？早在 1995 年，当我们发现近距离运行的热木星时，所有人都认为它们形成于远离恒星的地方，然后损失能量并迁移到更近的区域。但那无法解释为什么它们会处于这些逆行和错位的轨道上。不知何故，它们的轨道被抛出了那个平面。很可能是行星之间剧烈的引力相互作用，将其中一颗行星弹射到靠近恒星的地方，然后轨道在某种怪异的方向上缓慢地圆化。这令人震惊。这表明我们认为这些行星会随着时间推移迁移到更靠近恒星的旧观念是错误的。我们都教过学生轨道迁移，但最多只对了一部分。
您如何估计银河系中类地行星的数量？我和伯克利天文学家 Andrew Howard 的这项工作目标是测量具有近距离小行星轨道的恒星的比例。我们对 166 颗恒星进行了四年的观测。最终，比例约为 12%。你可以仰望夜空，大约 12% 的恒星拥有超级地球——质量是地球的 3 到 10 倍的行星——围绕着水星和太阳之间的距离运行。随着我们寻找的行星大小减小，我们发现的数量增加：我们发现了比质量为地球 10 倍的行星更多的质量为地球 3 倍的行星，比质量为地球 100 倍的行星更多的质量为地球 10 倍的行星，等等。这是我毕生的梦想，拥有低至三倍地球质量（我们能探测到的最小质量）的行星分布。对该趋势的推断表明，大约每四颗恒星中就有一颗拥有类地行星，我们将其定义为质量在地球质量的一半到两倍之间的行星。我们正在逐步接近，但到目前为止还没有人宣布发现真正的地球大小的物体。
我注意到您谨慎地说“到目前为止”。没错。 （笑）开普勒望远镜的结果将于二月份公布，其中包括至今一直被搁置的 400 颗恒星的数据。你可以打赌里面有什么。这些行星的意义如此深远，我们必须更加努力才能公开它们。我暂时还不能透露太多，但你应该明白我的意思。
有人对数据被扣留表示不满。您怎么看？亚里士多德曾怀疑地球是否独一无二，而他的问题至今仍在困扰着我们。我们只是要求再有六个月的时间来谨慎地回答这个问题。经过 NASA 的深思熟虑，我们才决定，仔细研究这 400 颗拥有潜在行星的恒星，才符合科学的最佳利益。对于那些不耐烦的同事，我表示同情。但亚里士多德已经等了 2400 年——我相信他愿意再等六个月。
额外的时间能让您完成什么？开普勒望远镜通过寻找恒星亮度反复下降来探测行星，这表明行星反复从恒星前方经过并阻挡了部分光线。最小的行星非常难以确认。我们正拼命努力。 NASA Ames 有大约 30 人每天工作 18 小时，以确保光度计（恒星亮度测量）准确无误。要找到一颗类地行星，你必须拥有在百分之一百分之一级别上无可争议的光度学数据。从来没有人能够连续一年、每分钟都以如此高的精度测量恒星的亮度。一旦开普勒识别出潜在的小行星，我们就必须想办法排除错误的。这很难。
除了开普勒的重要发布，今年我们还能期待什么？一项非常令人兴奋的新进展是名为 Gemini Planet Imager 的新相机，它将安装在智利的 Gemini South 望远镜上。它预计将于 2011 年年中完成。他们正在建造一个超级自适应光学相机，带有可以屏蔽恒星光线的日冕仪，以便对其行星成像。目前我所知有三颗恒星拥有成像的行星。（大多数是通过间接方式研究的，这限制了我们可以了解的信息。）但这个设备是专门为寻找行星而设计的，当它完成时，它将能找到大量的行星。欧洲人正在为甚大望远镜建造一个竞争性的仪器。它们都位于南半球，所以它们将看到相同的恒星。这是一场竞赛。第一个完成并安装在望远镜上的相机将找到所有“易于采摘的果实”。
