Ένας εξωηλιακός πλανήτης, ή εξωπλανήτης, είναι ένας πλανήτης σε ένα ηλιακό σύστημα διαφορετικό από το δικό μας. Πάντα υποθέταμε ότι υπήρχαν, αλλά μόλις το 1992 επιβεβαιώθηκε οριστικά η παρουσία ενός εξωηλιακού πλανήτη. Μια άλλη ανακάλυψη έγινε λίγο νωρίτερα, το 1988, αλλά δεν θα επιβεβαιωθεί παρά μόνο το 2003. Η ανακάλυψη του 1992, η οποία έγινε από τους αστρονόμους ραδιοφώνου Aleksander Wolszczan και Dale Frail, αποκάλυψε ένα πλανητικό σύστημα γύρω από το ταχέως περιστρεφόμενο πάλσαρ PSR 1257+12. Αυτοί οι ασυνήθιστοι πλανήτες πιστεύεται ότι είτε σχηματίστηκαν από τα υπολείμματα της έκρηξης σουπερνόβα που δημιούργησε το πάλσαρ, είτε είναι οι βραχώδεις πυρήνες των γιγάντων αερίων των οποίων οι ατμόσφαιρες απογυμνώθηκαν από το σουπερνόβα.
Ένα άλλο σημαντικό ορόσημο στην αστρονομία των εξωηλιακών πλανητών ήρθε στις 6 Οκτωβρίου 1995, όταν ο Michel Mayor και ο Didier Queloz του Πανεπιστημίου της Γενεύης ανακοίνωσαν ότι ανακάλυψαν έναν εξωηλιακό πλανήτη σε τροχιά γύρω από μια κύρια ακολουθία (άστρο που μοιάζει με ήλιο), 51 Pegasi, περίπου 50 έτη φωτός μακριά. Ο πλανήτης ανακαλύφθηκε χρησιμοποιώντας τη μέθοδο της ακτινικής ταχύτητας, η οποία χρησιμοποιεί ένα ευαίσθητο φασματοσκόπιο για να ανιχνεύσει αλλαγές κανονικής ταχύτητας στις φασματικές γραμμές ενός άστρου με μεγέθη τόσο μικρά όσο 70 μέτρα ανά δευτερόλεπτο. Ο πλανήτης ονομάστηκε 51 Pegasi b, μια σύμβαση ονομασίας που χρησιμοποιείται για όλους τους εξωηλιακούς πλανήτες. Ο πρώτος εξωηλιακός πλανήτης που περιστρέφεται γύρω από ένα αστέρι χαρακτηρίζεται “b”, ο δεύτερος “c”, ο τρίτος “d” και ούτω καθεξής.
51 Το Pegasi b ήταν ένα ενδιαφέρον παράδειγμα εξωηλιακού πλανήτη, επειδή είχε πολύ μάζα, περίπου τη μισή μάζα του Δία – περίπου 150 φορές μεγαλύτερη από αυτή της Γης – αλλά περιφέρεται πολύ κοντά στο άστρο του, μόλις 0.05 AU, περίπου στην όγδοη μικρότερη από την απόσταση μεταξύ Ερμή και Ήλιου. 51 Το Pegasi b περιφέρεται γύρω από το άστρο του κάθε τέσσερις ημέρες. Αυτή η ανακάλυψη ανάγκασε τους αστρονόμους να αναγνωρίσουν ότι ένας τέτοιος πλανήτης – τεράστιος και με μικρή τροχιά – θα μπορούσε να υπάρξει. Πριν από αυτό, θεωρήθηκε ότι τεράστιοι πλανήτες σχηματίστηκαν πιο μακριά στα ηλιακά συστήματα, όπως παρατηρούμε στα δικά μας συστήματα.
Αυτή η κατηγορία πλανητών έγινε γνωστή ως «Καυτός Δίας» λόγω της μεγάλης θερμότητας και μάζας τους. Τα επόμενα χρόνια, ανακαλύφθηκαν πολλοί άλλοι θερμοί Δίας, αναγκάζοντας τους επιστήμονες να μελετήσουν πώς τόσοι πολλοί πλανήτες θα μπορούσαν να εμπλακούν σε τροχιακή μετανάστευση — σχηματιζόμενοι στις εξωτερικές περιοχές του αστρικού συστήματος και μετά μεταναστεύοντας προς τα μέσα. Το ερώτημα δεν έχει ακόμη απαντηθεί πλήρως.
Μια άλλη κατηγορία εξωηλιακών πλανητών που ανακαλύφθηκαν είναι γνωστοί ως Super-Earths. Λόγω της ευαισθησίας των τρεχουσών μεθόδων ανίχνευσης, αυτοί είναι οι μικρότεροι εξωηλιακόι πλανήτες που έχουμε ανακαλύψει — πλανήτες με γήινες μάζες μεταξύ 2 και 10 (αν και ο ορισμός ποικίλλει). Οι δύο πρώτοι εξωπλανήτες που ανακαλύφθηκαν, ο PSR B1257+12 b και ο PSR B1257+12 c, είναι Υπερ-Γαίες, ο καθένας με μάζα περίπου 4 φορές μεγαλύτερη από τη Γη. Από τότε έχουν ανακαλυφθεί πολλές άλλες Υπερ-Γες. Το πιο αξιοσημείωτο είναι το Gliese 581 c, που ανακαλύφθηκε τον Απρίλιο του 2007 από μια ομάδα με επικεφαλής τον Stephane Udry με έδρα την Ελβετία.
Αυτή ήταν η πρώτη Υπέρ-Γη που ανακαλύφθηκε στην κατοικήσιμη ζώνη του άστρου, που σημαίνει ότι η θερμοκρασία της επιφάνειάς του είναι πιθανώς μεταξύ 0 και 40 βαθμών Κελσίου, χωρίς να λαμβάνεται υπόψη οποιαδήποτε πιθανή ατμόσφαιρα. Αυτός είναι ο πρώτος εξωηλιακός πλανήτης που ανακαλύφθηκε που θα μπορούσε να είναι κατοικήσιμος για τον άνθρωπο και δεν θα είναι ο τελευταίος.