惑星系（英語:Planetary system）とは、恒星の重力により結合され、複数の天体が公転している構造である。一般的に惑星が複数ある場合を示すが、衛星、小惑星、彗星、塵円盤などを惑星系の要素として含める場合もある。地球がある太陽系も惑星系の一つである。太陽系以外、すなわち太陽系外惑星の惑星系は太陽系外惑星系(Exoplanetary system)と呼ばれることもある。 2016年5月23日時点で太陽系外惑星は3412個、確認されている。太陽系外惑星が公転している恒星は2554個であり、そのうち578個は複数の惑星を持つ太陽系外惑星系であることが分かっている。宇宙生物学上、液体の水を有せるハビタブルゾーンは全ての惑星系にあり、その中に惑星があれば、地球に似た環境になるとされている。天文学では、長きに渡って地球が宇宙の中心とする天動説が信じられてきた。しかし、西暦1543年にニコラウス・コペルニクスが地球中心ではなく、太陽が中心だとする地動説を天球の回転についてという著書で公表された。しかし、当初はなかなか信じられなかったが、その後のガリレオ・ガリレイやヨハネス・ケプラー、アイザック・ニュートンなどの物理学者や天文学者が地動説が正しいことを示す証拠を発見し、地動説は広く知られるようになった。16世紀に、ローマの修道士だったジョルダーノ・ブルーノは、コペルニクスと同様に、地球は太陽の周囲を巡ると考え、さらに他の恒星も太陽と同じように輝き、そこには地球のような惑星が存在するという見解を示した。しかし、この見解はキリスト教の教えに反するという事で批判を呼び、ブルーノは異端者と扱われた。そして、後に火あぶりの刑に処されてしまう。18世紀にはニュートンの著書「自然哲学の数学的諸原理」にはブルーノのように惑星系のモデルはどの恒星においても似たモデルになる理論などが記している。彼らの理論は証拠が少なく、そのうえ難解であるにも関わらず、SF作品の題材になったり、地球外知的生命体探査(SETI)の前提にもなっている。太陽系外で初めて惑星が発見されたのは1992年で、PSR B1257+12というパルサーを公転している惑星の存在が報告された。通常の恒星、いわゆる主系列星を公転している惑星は1995年に発見された。この惑星はベレロフォンという愛称で呼ばれており、主星ペガスス座51番星をわずか4日で公転する木星サイズの惑星だった。この惑星の発見にはドップラー分光法が使用され、その後も様々な方法を使用して発見された太陽系外惑星が数々、見つかることになる。地球型惑星は直径が小さいために暗いので、現在の天体望遠鏡と観測装置の空間分解能・測光精度では直接撮像あるいはトランジット法による発見が困難である。また、地球型惑星は質量が恒星に比べて非常に小さいので、ドップラーシフト法による検出もまだ成果を挙げていない。ただし、巨大地球型惑星（スーパー・アース）と呼ばれる地球質量と比較して数倍程度の惑星が発見されつつある。また2006年末に打ち上げられたCOROTやケプラーを始めとする系外地球型惑星の大気圏外観測計画が進行中であることから、近い将来には発見の可能性が高くなってきた。太陽は主系列星であり、主系列星は銀河系内のみに限ってもおびただしい数が存在する。したがって、その数多くの主系列星の中に、その周りを惑星が公転している恒星が多数あることが予想される。惑星と恒星の大きさが同程度であるという惑星系も発見されている。

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