A dicembre 2011, in poco più di due anni, ha quadruplicato il numero dei possibili candidati a pianeti extrasolari scoprendone oltre 2000. Questi, naturalmente dovevano essere confermati da altri telescopi a Terra. La sua missione prevedeva l'osservazione continua di oltre 150.000 stelle in una regione del cielo prossima alla costellazione del Cigno e la misurazione della loro luminosità per identificare transiti planetari. Dotato di una fotocamera con 42 sensori con risoluzione totale di 95 megapixel poteva rilevare variazioni di luminosità dello 0,01 per cento. Per distinguere i segnali dal rumore, Kepler ha rilevato più volte ogni possibile transito e quindi controllato le stesse stelle per anni. Benchè la maggioranza dei pianeti extrasolari scoperti ad oggi sia costituita da corpi giganti simili a Giove, gli astronomi stanno scoprendone alcuni non molto diversi dalla Terra. Purtroppo la grande distanza non consente, nemmeno con gli strumenti più potenti, di osservare i particolari della loro superficie (nuvole, montagne, vulcanismo); le osservazioni consentono di individuare solo indirettamente massa ed ampiezza dell'orbita, diametro e qualche altro dato quale l'atmosfera dei giganti gassosi, ma sempre per analogia con i pianeti gassosi del nostro sistema solare.

Rispetto alle stelle intorno a cui orbitano, i pianeti sono sorgenti luminose molto deboli. Quindi solo pochissimi pianeti extrasolari, tutti molto grandi e brillanti, sono stati visti direttamente, risolti come minuscoli puntini distinti dalla loro stella. In alcuni casi sono stati individuati i colori del pianeta mescolati allo spettro della sua stella. La maggior parte degli altri è stata scoperta per via indiretta, usando il metodo dell'oscillazione o quello dei transiti. Nonostante tutti questi limiti, Kepler, in 9,6 anni, ha osservato 530.506 stelle, scoperto 2328 pianeti (confermati) ed altri 2425 devono esserlo. Alcuni di loro sono super-Terre rocciose e con possibilità di presenza di acqua allo stato liquido, premessa per la vita. La sua missione è terminata ad ottobre 2018.

Kepler-22b. Gran parte dei sistemi solari ha una composizione analoga al nostro, pertanto si pensa che la maggioranza delle super-Terre (pianeti con massa superiore a quella della Terra di due-tre volte) contenga gli stessi elementi chimici del nostro pianeta in proporzioni non dissimili. Kepler, nel mese di dicembre 2011, ha scoperto un pianeta con massa di 2,4 volte la Terra ed un'orbita posta all'interno della zona abitabile. Kepler-22b ha un periodo di rivoluzione di 290 giorni e ruota intorno ad una stella, poco più piccola del Sole, di tipo G5; dovrebbe avere, inoltre, una temperatura superficiale di circa 22°C.

Kepler-62. Il diagramma in basso mette a confronto i pianeti interni del sistema solare con il sistema Kepler-62; si tratta di una stella nana arancione di 7 miliardi di anni a 1200 A.L. dalla Terra, nella costellazione della Lira. Nel 2013 la sonda Kepler, con il metodo del transito, ha scoperto ben cinque pianeti orbitanti attorno ad essa, due dei quali, Kepler-62e e Kepler-62f, si trovano nella zona abitabile della stella e potrebbero avere acqua allo stato liquido.

TRAPPIST-1. E' una stella nana rossa di mezzo miliardo di anni, a 39,5 anni luce dal nostro sistema solare, nella costellazione dell'Acquario. La temperatura della fotosfera è di 2.277°C contro i 5.505°C del Sole. Nel 2017 ai tre già noti, si sono aggiunti altri quattro, scoperti con il metodo del transito, portando a sette esopianeti di dimensioni terrestri il numero totale. I pianeti e, f e g sono i migliori candidati per ospitare oceani di acqua allo stato liquido.

Nel corso della propria rivoluzione la gravità di un pianeta esercita un'influenza sulla stella. Analizzando lo spettro della radiazione della stella si possono misurare variazioni molto piccole della sua velocità relativa rispetto alla Terra. La periodicità di queste variazioni rivela la presenza del pianeta.

Se l'orbita di un pianeta incrocia la linea di vista tra la stella e la Terra, il suo transito affievolisce leggermente la luce che riceviamo dall'astro, così come la Luna indebolisce la luce del Sole in un'eclisse solare parziale; un pianeta grande come Giove la riduce dell'uno per cento circa, uno come la Terra dello 0.01 per cento. Tale variazione rientra nella sensibilità del telescopio spaziale Kepler.

Tutti sono in scala e possono essere comparati con la Terra. Il numero dei pianeti scoperti è, al momento, più che raddoppiato anche se quelli simili alla Terra (almeno per la possibilità di vita) sono relativamente pochi. Si possono, comunque, avere informazioni sulla composizione dell'atmosfera del pianeta, se presente, esaminando la radiazione infrarossa riflessa dallo stesso verso la Terra semplicemente sottraendo alla radiazione totale Stella+pianeta quella della stella quando il pianeta non è visibile. Un'altra tecnica consiste nell'osservare la luce dell'astro principale quando, durante il transito del pianeta davanti alla stella, passa attraverso l'atmosfera di quest'ultimo, che assorbe le radiazioni luminose corrispondenti a determinate molecole o atomi. L'esperienza è stata realizzata nel 2001 per il pianeta HD 209458b con l'Hubble Space Telescope da David Charbonneau del MIT, alla Harvard University, con il segnale del Sodio.
Ulteriori informazioni sul sito della NASA dedicato a Kepler:
nasa.gov/mission_pages/kepler/main/index.html