20世纪90年代中期，太阳系外行星的发现永远改变了天文学。当时，莎拉·西格正在苦读研究生，不快乐，甚至不确定自己是否想从事科学事业。她决定孤注一掷，将职业生涯投入到新的系外行星研究中，尽管有些人甚至怀疑它们是否真实存在。
很快，她发表了开创性的论文，探索这些奇特世界的可能大气层以及我们如何识别一个类似地球的“双胞胎”。系外行星研究现在几乎每周都会发现新的奇迹，2013年，西格因其发现获得了麦克阿瑟基金会“天才”奖。
《发现》杂志与西格（现就职于麻省理工学院）进行了交谈，讨论了行星搜寻的下一步。
《发现》：最近哪些系外行星的发现让您惊叹不已？
莎拉·西格：过去一年左右发生的最棒的事情是发现了（大量）可能宜居的行星。我是伴随着这个领域一起成长的，所以这对我来说非常令人兴奋。整个领域正在滚雪球般发展。
问：这些发现通常得益于新仪器。您特别渴望使用哪些新设备？
答：每当你给望远镜安装一个新的、功能更强大的仪器时，你总是会发现新的东西。最新的是（智利的）双子座行星成像仪。它能阻挡星光，因此你可以直接看到行星并研究其大气层。它将直接成像巨大的木星状行星。
问：您的“星罩”方案，预计将在2022年左右发射入轨，将改进行星成像。这个想法是什么？
答：寻找地球双胞胎的挑战在于，你如何阻挡类太阳恒星的光芒，以找到一颗比它暗100亿倍的行星？星罩通过阻挡所有星光，在空间上分离行星和恒星来完成这项艰巨的任务。你可以将这种遮罩与我们已有的设备一起使用，例如我们已经用于地球大气遥感的小型商用空间望远镜。
问：凌日系外行星巡天卫星（TESS）将于2017年发射，詹姆斯·韦伯空间望远镜将于2018年发射。它们将做什么？
答：TESS将进行全天巡天，以寻找明亮、距离最近的M型恒星（常见且比太阳小，因此更容易揭示行星投下的阴影）周围的岩石世界，大约50万颗恒星。我们将用詹姆斯·韦伯望远镜对这小部分行星的大气层进行后续观测。
当行星从其恒星前面经过时，一些星光会穿过大气层，一些大气气体会在星光上留下特有的印记。通过分离星光和行星光，我们可以识别行星大气中的分子，并寻找生命产生的气体，如氧气、臭氧和氨气。
问：凭借这些新发现的探测地外生命的能力，您最近修改了著名的1961年德雷克方程，该方程计算了寻找智慧外星生命的几率，并自此影响了对其的探索。为什么？我们的成功几率发生了什么变化？
答：我决定修改这个方程，告诉全世界寻找外星生命的真实探索正在进行中。这个方程现在告诉我们，在未来十年内，我们利用TESS和詹姆斯·韦伯望远镜在岩石系外行星上找到生命迹象的可能性有多大。
新方程有六个项。前三项是可量化的：我们能观测多少颗恒星？其中有多少是“安静的”，或者说没有产生大量可能破坏生物特征气体或干扰行星探测的辐射？有多少恒星在宜居带内拥有岩石行星？
方程的后三项涉及可观测、存在生命并产生可探测生物特征气体的行星的比例。代入数字，结论是：如果附近有一颗明亮的M型恒星，其周围有一颗岩石行星凌日，且其大气层中有生命迹象，我们将能够找到它。
莎拉·西格在麻省理工学院54号楼，她是寻找外星生命的“母舰”。（图片来源：山姆·奥格登）
山姆·奥格登
2013年最重要的系外行星发现
迄今已发现的3500个可能的外星世界中，去年发现了一些最奇特的细节。
开普勒-62f
这颗四月识别出的岩石行星，其大小比在宜居带（恒星周围表面水既不会完全结冰也不会沸腾的区域）中发现的任何其他世界都更接近地球。这个“超级地球”只比我们的星球大40%。
HD 189733b
这个“热木星”很早以前就被发现了，但去年哈勃太空望远镜揭示它是蓝色的，这是由于其炽热、旋转的大气层中的玻璃状粒子散射光线造成的。
开普勒-37b
这颗二月发现的系外行星是迄今为止在类太阳恒星周围发现的最小行星，它只比我们的月球略大。
开普勒-7b
九月，这颗炽热气体行星的可见光和红外光反射提供了首次外星天气报告：西部有云，东部晴空。
GJ 504b
迄今为止直接成像的最轻系外行星。八月来自夏威夷斯巴鲁望远镜的红外数据表明它是洋红色的。
开普勒-76b
研究人员在五月发现了这颗被称为“爱因斯坦行星”的热木星，他们使用了一种基于狭义相对论的技术：系外行星对其恒星的引力牵引会产生微小的恒星亮度增加和形状扭曲效应。
开普勒的死后余生
多么辉煌的运行：大约四年来，开普勒太空望远镜观测了超过10万颗恒星，寻找极其微弱的变暗——这表明有行星从恒星前面经过。到五月，四个用于精确指向望远镜的反作用轮中有两个发生故障，导致望远镜过于不稳定，无法探测明亮恒星周围的系外行星。
但开普勒望远镜一半的数据尚未分析；后一部分最有可能发现处于宜居轨道的地球大小的行星，因为任务时间越长，望远镜收集的数据越多，这些行星的信号就越强。
美国宇航局艾姆斯研究中心的首席研究员比尔·博鲁茨基说：“任务正在进入其最激动人心的阶段。”
本文最初以“无尽世界”为题发表在纸质版上。
