富含甲烷、温度接近地球的“金发姑娘”巨行星被韦伯空间望远镜发现

这颗行星编号为 TOI-199b，围绕一颗距离地球逾 330 光年的恒星运行，公转周期约 100 天，其估计温度约为 175 摄氏度。按人类日常标准，这一温度依然炙热，但相比往往高达数千度的“热木星”要温和得多，研究人员甚至打趣称，这样的温度在地球上暴晒的汽车内也可能出现。在我们的太阳系中，木星和土星因为远离太阳而异常冰冷，而已知大量系外巨行星则极度靠近宿主恒星、温度炽热，这使得 TOI-199b 这种“温带巨行星”在统计上极为少见。

根据发表在《天文学期刊》上的最新研究，TOI-199b 是首批被详细解析大气成分的温带巨行星之一。该研究由美国宾夕法尼亚州立大学和美国宇航局喷气推进实验室（JPL）牵头完成，主要作者包括任如（Renyu Hu）、Aaron Bello-Arufe 等人。研究团队指出，自 1992 年首颗系外行星被发现以来，天文学家已经确认了数千颗系外行星，但处于温带区的巨行星数量非常有限，此次则是首次对这类行星的大气进行高精度“体检”。

团队利用的是韦伯望远镜的“透射光谱”技术：当行星从望远镜视角掠过恒星前方时，恒星光线会穿过其大气层，不同分子会在特定波段“咬掉”一部分光，从而留下可被识别的光谱指纹。为获得足够清晰的信号，研究人员先连续观测约 20 小时以建立该恒星的光谱基线，再对持续约 7 小时的凌日过程进行跟踪，然后将凌日期间获取的光谱与基线对比，找出被行星大气吸收的波长。

结果显示，TOI-199b 大气在甲烷特征波段上存在明显吸收，这一观测证据证实了理论模型的预期：温带气态巨行星应当富含甲烷。此外，初步数据还暗示大气中可能存在氨和二氧化碳等其他成分，但其含量比例仍有待后续更长时间、更高信噪比的观测来约束。研究人员表示，一旦能够精确测定这些气体的相对丰度，就能更完整地重建这类行星的大气结构与化学过程，从而反向检验行星形成与演化模型。

科学家指出，对这类温带巨行星的研究意义，并不局限于了解“另一个土星”的样貌。由于其温度区间与地球相对接近，部分物理和化学过程存在可比性，相关研究有望为地球大气演化、行星气候稳定性等问题提供新的约束。此次观测的成功，也让团队对在同类行星上投入更多韦伯望远镜时间更有信心，以便回答一个关键问题：TOI-199b 是否只是一个“特例”，还是代表了一类此前被观测偏差掩盖的常见行星族群。

这项工作获得了 NASA 相关项目的资金支持，参与机构除宾州州立大学和喷气推进实验室外，还包括亚利桑那州立大学、约翰斯·霍普金斯大学、加州理工学院、加州大学圣克鲁斯分校等。论文《温带“类土星”系外行星 TOI-199b 上的甲烷》已于 2026 年 5 月 20 日刊登于《天文学期刊》，并公开了观测与分析细节，为后续对温带巨行星大气的系统性研究奠定了基础。