迄今為止，已知的大多數系外行星都是像木星或海王星一樣的氣態巨行星。它們甚至沒有固體表面，與我們的地球截然不同。隨著對其他類地行星的探索不斷深入，一顆真正的「地球孿生兄弟」必須滿足五個特徵。
1）大小與地球相仿，表面多岩石…
迄今為止，天文學家只發現了一顆大小和質量與地球相似的行星：開普勒78b，去年10月公佈。最近的一項研究發現，大多數直徑小於地球1.5倍的行星可能擁有岩質表面。克卜勒望遠鏡已經發現了1000多顆候選行星，但它們尚未被證實為類地行星。
2）靠近類似太陽的恆星，但不要太近…
加州大學柏克萊分校和夏威夷大學的一項最新分析表明，每五顆類似太陽的恆星中就有一顆在其宜居帶內擁有地球大小的行星。但克卜勒望遠鏡發現的所有岩質宜居帶候選行星都圍繞著昏暗的紅色恆星運行。要在另一顆恆星周圍找到另一顆地球，意味著需要對這顆恆星進行數年的觀測。
3）用液態水…
天文學家已在一些系外行星的大氣層中發現了水，但識別其表面特徵則更為困難。最有前景的技術是系外行星測繪：研究人員透過記錄海洋和大陸旋轉時顏色的變化來繪製行星表面地圖。取得此類數據需要一台5至10公尺的太空望遠鏡。
4）生物特徵…
行星上的生命會影響其化學成分。探測這些跡象需要對行星進行光譜分析。麻省理工學院的天文學家薩拉·西格爾表示，地球擁有如此多的生物特徵，以至於天體生物學家無法確定哪些特徵可能存在於地球以外的行星上。 「如果我們不保持開放的心態，就什麼也發現不了，」她說。
5）……以及智慧生命
如果外星人使用紅外線雷射進行跨太空通訊——這並非天方夜譚；地球人早已如此——那麼搜尋地外文明計劃（SETI）或許可以透過截取這些訊號來實現首次接觸。今年夏天，科學家將利用已安裝的紅外線探測器啟動一項新的SETI搜尋計畫。
在加州利克天文台。
未來任務
凌日系外行星巡天衛星（TESS）
發佈時間：2017年
TESS將搜尋整個天空中圍繞附近恆星運行的易於觀測的系外行星。雖然它的觀測範圍比開普勒望遠鏡長達四年的單點觀測要淺，但覆蓋範圍卻廣得多。 「它將搜尋所有唾手可得的目標，」TESS副科學主任喬許‧溫恩說。
詹姆斯韋伯太空望遠鏡
發佈時間：2018年
這台哈伯望遠鏡的「接班人」性能將是哈伯望遠鏡的七倍，它將對單一系外行星進行足夠精細的研究，從而了解它們的大氣層。它也會直接拍攝一些系外行星的照片。
星影
發佈時間：未定
為了進行真正細緻的觀測，天文學家需要遮擋恆星的光線，以便更清楚地觀測行星。多個團隊正在研發太空星罩，它可以精確地對準軌道望遠鏡，從而遮擋恆星並展現行星。
本文原刊於 2014 年 2 月的《大眾科學》雜誌。
