Những bí ẩn không gian luôn kích thích các nhà nghiên cứu tìm hiểu sâu thêm. Ngày 14/1/2005, tàu thăm dò Huygens của Cơ quan Vũ trụ châu Âu đã lọt qua bầu khí quyển của Titan sau khi bị kẹt tới 7 năm cùng với tàu vũ trụ Cassini của NASA. Các cuộc thăm dò cho thấy Titan tương tự như một Trái đất trẻ với những đụn cát, hồ nước có các phân tử hữu cơ có thể hỗ trợ sự sống.
Gần đây, kính viễn vọng không gian Hubble và Spitzer của NASA đã phát hiện một số dấu vết của carbon dioxide, methane và hơi nước trong khí quyển của một hành tinh ngoại gọi là HD 209458b. Điều này về cơ bản chứng minh rằng sự sống không phải chỉ có duy nhất ở Trái đất.
Năm 2008, tàu Phoenix của NASA đổ bộ lên sao Hỏa vơi nhiệm vụ xác nhận sự hiện diện của nước và tìm kiếm dấu hiệu của các hợp chất hữu cơ. Và họ đã thực sự tìm thấy một loại bột màu trắng, được xác nhận là nước đá.
Cũng trong năm 2008, nhà thiên văn học sử dụng kính viễn vọng không gian Hubble và đài quan sát hồng ngoại Gemini ở Hawaii (Mỹ) đã xác nhận “nhìn thấy” một số ngoại hành tinh đang quay quanh một ngôi sao xa.
Năm 2006, bằng việc đo trọng lượng các ngôi sao và khí toả ra trong một vụ va chạm dữ dội và mạnh nhất giữa các thiên hà có tên Bullet Cluster đã hé lộ cho các nhà khoa học biết cách hoạt động của vật chất tối mặc dù chưa thể khẳng định vật chất tối là gì.
Với kích thước lớn hơn Pluto 27%, hành tinh lùn 136.199 Eris đã đánh bại Pluto và trở thành hành tinh lớn lớn thứ 9 quay quanh Mặt trời.
Năm 2002, kính viễn vọng Hubble đã phát hiện ra một nguồn năng lượng bí ẩn được gọi là năng lượng tối - một dạng năng lượng chưa biết rõ chiếm phần lớn vũ trụ và có khuynh hướng tăng tốc độ giãn nở của vũ trụ.
Từ giả thiết vụ nổ Big Bang tạo ra vũ trụ, NASA đã lập bản đồ bức xạ nền, qua đó đo chính xác độ tuổi của vũ trụ (13.730.000.000 tuổi) và nhận ra rằng 96% vũ trụ được tạo thành từ những thứ chúng ta thậm chí không thể nhìn thấy.
Một lỗ đen có khối lượng tương đương với một ngôi sao cách Trái đất khoảng 6.000 năm ánh sáng có khả năng nuốt chửng mọi vật thể, kể cả hành tinh của chúng ta quả là một phát hiện đáng sơ.
Ngày 9/10/2009, NASA đã đưa một tên lửa vào một miệng núi lửa rộng 30,5m trên Mặt trăng và tìm thấy nước ở đó. Tuy lượng nước không nhiều, nhưng đủ để tạo ra khả năng sinh sống trong tương lai.
