直接成像

尋找和研究系外行星的另一種方法，是試圖阻擋恒星星光，直接拍攝系外行星，這相當于把一只手放在探照燈前方來尋找螢火蟲。這方面的初期嘗試都以失敗告終：就算最暗的母恒星，也比系外行星亮得多。成功的秘訣，在于尋找偏離了探照燈并且比較明亮的螢火蟲。這種“螢火蟲”，就是形成后依然在高熱中發光、在遠離母恒星的軌道中繞行的年輕行星。2008年，兩個科學團隊宣布對系外行星的的直接拍照首次成功，其中包括環繞HR 8799星、年齡約為6000萬年的3顆行星，以及環繞北落師門（南魚座主星，全天第18亮星）、年齡超過1億年的一顆行星。

為獲取這些系外行星的光譜，科學家轉向了自適應光學。這種技術能修正由地球大氣層渦流造成的恒星星光閃爍，從而讓尋找恒星附近的系外行星變得容易得多。同樣重要的，是在望遠鏡光學通道中插入阻擋恒星星光的閥板（圓盤），并且用復雜的信號處理器對圖像進行數字化加工。

麥金托西是美國斯坦福大學科學家和系外行星HR 8799的發現者之一。他說，直接拍攝行星光譜是一種很美妙的技術，它能告訴我們有關行星本身和行星形成過程的大量信息。麥金托西團隊2011年報告說，運用一部第一代直接成像儀器（它只能觀測溫度高于一個限定值的系外行星），他們首次在一顆系外行星上探查到了水蒸氣。麥金托西目前是“雙子座行星成像儀”主要調查員。這部成像儀再加上與之相似的“光譜-偏振測定高對比度系外行星調查成像儀”（簡稱SPHERE，位于歐洲南方天文臺的特大望遠鏡），是直接拍攝和測定溫度更低的系外行星光譜的第二代成像儀。

2014年11月，雙子座成像儀發起了為期多年的、對環繞熾熱年輕恒星的類木星行星的搜尋。對波江座51號星（一顆年齡約為2000萬年的恒星）的初期觀測，發現了一顆類木星系外行星——波江座51b，它距離其母恒星是木星距離太陽的2.5倍遠。光譜顯示，波江座51b的大氣層中含有比其他系外行星更多的甲烷（木星大氣層中的一種已知化合物）。庫里說，波江座51b及其他新發現的系外行星令人興奮之處，在于我們是在它們的光譜看起來“只有一點點更正常”的情況下看見它們的。與那些更年輕、溫度更高的恒星周圍的行星（極度缺乏甲烷）相比，這些系外行星更像是木星。這可能很有助于我們了解行星形成過程。關于行星形成過程的現有理論，基本上都是基于在太陽系中獲得的數據。

系外行星“HR 8799b”（想象圖）

SPHERE已經展開了一項類似的探索，但這項始于2015年2月的探索起步較晚，探索成果相對也較少。巴黎天文臺科學家安東尼說，SPHERE迄今為止最有趣的發現，是一組共5個正在高速離開微鏡座AU（一顆年輕恒星，以異常容易出現耀斑及其他活動聞名）的氣團。安東尼還說，他們并不清楚這些氣團是什么。