Nhìn từ xa, chúng ta không thể thấy hành tinh kích thước Sao Mộc nhưng có thể
thấy sao mẹ di chuyển chính xác theo một quy luật toán học. Phương pháp
Doppler có thể tính ra vận tốc của nó. (Thí dụ, nếu một ngôi sao vàng tiến gần về
phía ta, bước sóng ánh sáng sẽ co lại như đàn accordion, khiến ánh vàng chuyển
sang hơi xanh dương. Còn nếu ngôi sao dịch ra xa, bước sóng sẽ kéo dài nên ánh
sáng chuyển thành hơi đỏ. Phân tích sự thay đổi tần số ánh sáng lúc ngôi sao tiến
gần hoặc dịch ra xa, máy dò sẽ tính được vận tốc của sao. Phương pháp này cũng
tương tự như khi cảnh sát bắn laser để đo tốc độ xe. Dựa trên thay đổi của ánh
sáng phản hồi, họ sẽ biết xe đang chạy nhanh mức nào.)
Theo dõi kỹ sao mẹ suốt nhiều tuần hay nhiều tháng cũng sẽ giúp các nhà khoa
học tính được khối lượng hành tinh nhờ áp dụng định luật hấp dẫn của Newton.
Phương pháp Doppler có thể khá nhàm chán, nhưng chính nhờ nó mà ngoại hành
tinh đầu tiên được phát hiện vào năm 1992. Từ đó trở đi, các nhà thiên văn tham
vọng không ngừng tranh đua, quyết trở thành người tìm ra ngoại hành tinh tiếp
theo. Các hành tinh to như Sao Mộc sẽ dễ tìm thấy nhất vì chuyển động của
chúng ứng với những chuyển động lớn nhất của sao mẹ.
Quá cảnh thiên thể và Doppler là hai phương pháp chính để tìm kiếm hành tinh
ngoài Hệ Mặt Trời, nhưng gần đây đã có thêm một số phương pháp khác. Một
trong số đó là quan sát trực tiếp hành tinh như đã đề cập ở trên, tuy đây là điều rất
khó. Nhưng Giáo sư Seager hào hứng với kế hoạch của NASA nhằm phát triển
các loại tàu thăm dò không gian có thể che chắn chuẩn xác ánh sáng từ sao mẹ,
vốn thường che khuất hành tinh cần tìm.
Thấu kính hấp dẫn cũng là phương pháp thay thế triển vọng, tuy nó chỉ phát huy
tác dụng nếu Trái Đất, ngoại hành tinh và ngôi sao mẹ nằm ở vị trí thẳng hàng
tuyệt đối. Từ thuyết tương đối của Einstein, ta biết ánh sáng có thể bị bẻ cong khi
đến gần thiên thể, do những vật thể có khối lượng lớn sẽ bẻ cong lớp không-thời
gian quanh nó. Ngay cả nếu ta không nhìn thấy vật thể thì nó vẫn thay đổi đường
đi của ánh sáng giống như mặt gương. Nếu hành tinh di chuyển trực tiếp tới vị trí
ngay trước ngôi sao phía xa, ánh sáng sẽ biến dạng thành vòng tròn. Hình dạng
đặc biệt này được gọi là Vòng Einstein. Nó cho biết có một khối lượng rất lớn
ngăn cách giữa người quan sát và ngôi sao.
