寻找和研究系外行星的另一种方法，是试图阻挡恒星星光，直接拍摄系外行星，这相当于把一只手放在探照灯前方来寻找萤火虫。这方面的初期尝试都以失败告终：就算最暗的母恒星，也比系外行星亮得多。成功的秘诀，在于寻找偏离了探照灯并且比较明亮的萤火虫。这种“萤火虫”，就是形成后依然在高热中发光、在远离母恒星的轨道中绕行的年轻行星。2008年，两个科学团队宣布对系外行星的的直接拍照首次成功，其中包括环绕HR 8799星、年龄约为6000万年的3颗行星，以及环绕北落师门（南鱼座主星，全天第18亮星）、年龄超过1亿年的一颗行星。

为获取这些系外行星的光谱，科学家转向了自适应光学。这种技术能修正由地球大气层涡流造成的恒星星光闪烁，从而让寻找恒星附近的系外行星变得容易得多。同样重要的，是在望远镜光学通道中插入阻挡恒星星光的阀板（圆盘），并且用复杂的信号处理器对图像进行数字化加工。

麦金托西是美国斯坦福大学科学家和系外行星HR 8799的发现者之一。他说，直接拍摄行星光谱是一種很美妙的技术，它能告诉我们有关行星本身和行星形成过程的大量信息。麦金托西团队2011年报告说，运用一部第一代直接成像仪器（它只能观测温度高于一个限定值的系外行星），他们首次在一颗系外行星上探查到了水蒸气。麦金托西目前是“双子座行星成像仪”主要调查员。这部成像仪再加上与之相似的“光谱-偏振测定高对比度系外行星调查成像仪”（简称SPHERE，位于欧洲南方天文台的特大望远镜），是直接拍摄和测定温度更低的系外行星光谱的第二代成像仪。

2014年11月，双子座成像仪发起了为期多年的、对环绕炽热年轻恒星的类木星行星的搜寻。对波江座51号星（一颗年龄约为2000万年的恒星）的初期观测，发现了一颗类木星系外行星——波江座51b，它距离其母恒星是木星距离太阳的2.5倍远。光谱显示，波江座51b的大气层中含有比其他系外行星更多的甲烷（木星大气层中的一种已知化合物）。库里说，波江座51b及其他新发现的系外行星令人兴奋之处，在于我们是在它们的光谱看起来“只有一点点更正常”的情况下看见它们的。与那些更年轻、温度更高的恒星周围的行星（极度缺乏甲烷）相比，这些系外行星更像是木星。这可能很有助于我们了解行星形成过程。关于行星形成过程的现有理论，基本上都是基于在太阳系中获得的数据。

系外行星“HR 8799b”（想象图）

SPHERE已经展开了一项类似的探索，但这项始于2015年2月的探索起步较晚，探索成果相对也较少。巴黎天文台科学家安东尼说，SPHERE迄今为止最有趣的发现，是一组共5个正在高速离开微镜座AU（一颗年轻恒星，以异常容易出现耀斑及其他活动闻名）的气团。安东尼还说，他们并不清楚这些气团是什么。