Hành tinh lang thang thuộc nhóm những thiên thể lạ lùng nhất từng được phát hiện. Đúng như tên gọi, chúng lang thang giữa thiên hà và không quay quanh quỹ đạo của bất kỳ ngôi sao nào. Có thể chúng cũng từng nằm trong một hệ hành tinh, nhưng do di chuyển quá gần một ngoại hành tinh có kích thước Sao Mộc nên đã bị hất văng vào không gian. Như đã đề cập, các hành tinh lớn cỡ Sao Mộc thường có quỹ đạo elip hoặc tiến gần hành tinh mẹ theo đường xoắn ốc. Rất có thể đường đi của chúng đã bị các hành tinh nhỏ hơn cản trở, kết quả là số hành tinh lang thang có lẽ còn nhiều hơn các hành tinh thông thường. Thực tế, theo một số mô hình trên máy tính, cách đây hàng tỷ năm, Hệ Mặt Trời đã “trục xuất” khoảng mười hành tinh.
Do hành tinh lang thang không nằm gần nguồn sáng nào và cũng không tự tỏa sáng, nên ban đầu tưởng như chẳng có cách nào để phát hiện chúng. Nhưng các nhà thiên văn đã tìm được một số hành tinh nhờ kỹ thuật thấu kính hấp dẫn. Kỹ thuật này đòi hỏi sự thẳng hàng chính xác và hiếm khi xảy ra giữa ngôi sao nền, hành tinh lang thang và thiết bị dò tìm trên Trái Đất. Vì thế, cần phải quét hàng triệu ngôi sao mới tìm được vài hành tinh lang thang. May mắn là quy trình dò tìm có thể giao cho máy tính tự điều khiển.
Đến nay, chúng ta mới nhận dạng khoảng 20 vật thể có khả năng là hành tinh lang thang, một trong số đó chỉ cách Trái Đất bảy năm ánh sáng. Nhưng trong một nghiên cứu gần đây, các nhà thiên văn Nhật Bản đã khảo sát 50 triệu ngôi sao và tìm thấy đến 470 ứng viên hành tinh lang thang. Họ ước tính trong Dải Ngân Hà, cứ một ngôi sao thì có hai hành tinh lang thang. Một số nhà thiên văn khác dự đoán số hành tinh lang thang nhiều gấp 100.000 lần số hành tinh thường.
Sự sống như ta biết liệu có tồn tại được trên hành tinh lang thang hay không? Câu trả lời là tùy từng hành tinh. Giống Sao Mộc và Sao Thổ, một số hành tinh có nhiều vệ tinh phủ băng. Nếu vậy, lực thủy triều có thể làm băng tan thành biển, tạo điều kiện cho sự sống phát triển. Nhưng ngoài ánh sáng và thủy triều, còn có một khả năng thứ ba để một hành tinh lang thang có thể có năng lượng nuôi dưỡng sự sống: phóng xạ.
Lịch sử khoa học mang một giai đoạn có thể minh họa cho vấn đề này. Cuối thế kỷ 19, nhà vật lý học Nam tước Kevin đưa ra một phép tính đơn giản, khẳng định sau khi hình thành khoảng vài triệu năm, Trái Đất sẽ nguội đi và đóng băng, không thể nuôi dưỡng sự sống. Kết quả này khiến các nhà sinh vật học và địa chất học phản đối dữ dội, họ nhấn mạnh là Trái Đất đã hàng tỷ năm tuổi rồi. Về sau, nhờ khám phá về hiện tượng phóng xạ của Marie Curie và các nhà khoa học khác, người ta chứng minh được Nam tước Kevin đã sai. Lực hạt nhân trong lõi Trái Đất, phát sinh từ những nguyên tố phóng xạ tồn tại lâu như urani, đã giữ cho lõi này nóng suốt hàng tỷ năm.
Các nhà thiên văn phỏng đoán có thể các hành tinh lang thang cũng có lõi phóng xạ giữ ấm. Có thể lõi này cung cấp nhiệt lượng cho các suối nước nóng và miệng phun núi lửa dưới đáy đại dương, nơi hình thành những chất hóa học đầu tiên của sự sống. Nếu số lượng hành tinh lang thang quả thật nhiều như một số nhà thiên văn tin tưởng, thì nơi thích hợp nhất để tìm thấy sự sống trong thiên hà không phải ở vùng sinh sống được của một ngôi sao, mà là ở các hành tinh lang thang và vệ tinh của chúng.
