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美國宇航局（NASA）詹姆斯·韋伯空間望遠鏡近日鎖定一顆罕見的系外巨行星：它的體型接近土星，卻處在“既不灼熱也不冰冷”的溫度“甜蜜區”，大氣中富含甲烷，被研究團隊形容為介于熾熱“熱木星”和冰冷類土星之間的“金發姑娘”行星。
這顆行星編號為 TOI-199b，圍繞一顆距離地球逾 330 光年的恒星運行，公轉周期約 100 天，其估計溫度約為 175 攝氏度。按人類日常標準，這一溫度依然炙熱，但相比往往高達數千度的“熱木星”要溫和得多，研究人員甚至打趣稱，這樣的溫度在地球上暴曬的汽車內也可能出現。在我們的太陽系中，木星和土星因為遠離太陽而異常冰冷，而已知大量系外巨行星則極度靠近宿主恒星、溫度熾熱，這使得 TOI-199b 這種“溫帶巨行星”在統計上極為少見。
根據發表在《天文學期刊》上的最新研究，TOI-199b 是首批被詳細解析大氣成分的溫帶巨行星之一。該研究由美國賓夕法尼亞州立大學和美國宇航局噴氣推進實驗室（JPL）牽頭完成，主要作者包括任如（Renyu Hu）、Aaron Bello-Arufe 等人。研究團隊指出，自 1992 年首顆系外行星被發現以來，天文學家已經確認了數千顆系外行星，但處于溫帶區的巨行星數量非常有限，此次則是首次對這類行星的大氣進行高精度“體檢”。
團隊利用的是韋伯望遠鏡的“透射光譜”技術：當行星從望遠鏡視角掠過恒星前方時，恒星光線會穿過其大氣層，不同分子會在特定波段“咬掉”一部分光，從而留下可被識別的光譜指紋。為獲得足夠清晰的信號，研究人員先連續觀測約 20 小時以建立該恒星的光譜基線，再對持續約 7 小時的凌日過程進行跟蹤，然后將凌日期間獲取的光譜與基線對比，找出被行星大氣吸收的波長。
結果顯示，TOI-199b 大氣在甲烷特征波段上存在明顯吸收，這一觀測證據證實了理論模型的預期：溫帶氣態巨行星應當富含甲烷。此外，初步數據還暗示大氣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續更長時間、更高信噪比的觀測來約束。研究人員表示，一旦能夠精確測定這些氣體的相對豐度，就能更完整地重建這類行星的大氣結構與化學過程，從而反向檢驗行星形成與演化模型。
科學家指出，對這類溫帶巨行星的研究意義，并不局限于了解“另一個土星”的樣貌。由于其溫度區間與地球相對接近，部分物理和化學過程存在可比性，相關研究有望為地球大氣演化、行星氣候穩定性等問題提供新的約束。此次觀測的成功，也讓團隊對在同類行星上投入更多韋伯望遠鏡時間更有信心，以便回答一個關鍵問題：TOI-199b 是否只是一個“特例”，還是代表了一類此前被觀測偏差掩蓋的常見行星族群。
這項工作獲得了 NASA 相關項目的資金支持，參與機構除賓州州立大學和噴氣推進實驗室外，還包括亞利桑那州立大學、約翰斯·霍普金斯大學、加州理工學院、加州大學圣克魯斯分校等。論文《溫帶“類土星”系外行星 TOI-199b 上的甲烷》已于 2026 年 5 月 20 日刊登于《天文學期刊》，并公開了觀測與分析細節，為后續對溫帶巨行星大氣的系統性研究奠定了基礎。
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