在浩瀚宇宙中，天文学家借助美国国家航空航天局的詹姆斯·韦伯空间望远镜，发现了一颗极为特殊的系外行星——TOI199b。这颗行星大小与土星相近，却拥有类似地球的温度，其大气中富含甲烷，这一发现为研究行星形成与演化提供了全新视角。
通常，巨行星要么处于极端寒冷环境，如太阳系中的木星和土星，它们远离太阳，温度极低；要么是热木星，在离恒星极近的轨道上运行，温度可高达数千度。而TOI199b截然不同，它被归类为温带巨行星，在已知星球中数量稀少。此次研究是首次对这类温和巨行星的大气进行详细剖析。
TOI199b绕着一颗距离地球超过330光年的恒星运行，公转周期约100天。其估计温度约为175华氏度，虽对人类而言仍很热，但远低于热木星的温度，甚至类似地球上阳光直射下汽车内部的温度。这使得它比太阳系中冰冻的气态巨行星温暖，又不及其他恒星周围常被研究的超热巨行星。
为探究TOI199b的大气成分，天文学家采用了透射光谱学方法。当行星从望远镜视角下经过其恒星前方，即凌日期间，部分恒星光线会穿过行星大气层，与其中的元素和分子相互作用。詹姆斯·韦伯空间望远镜能将入射星光分解成不同波长，特定元素会吸收特定波长的光，在探测到的光谱中形成“指纹”，反映出大气成分。
研究人员先记录约20小时连续观测数据，建立恒星光线的基线测量值，此次凌日过程持续约7小时，比通常观测到的热木星凌日过程长得多。随后，他们将凌日期间收集的光谱与基线观测数据对比，差异揭示了哪些波长被大气中的气体吸收，从而确定了大气化学成分。
对比光谱发现，大气层阻挡了被甲烷吸收的星光波长，证实了关于温带气态巨行星组成模型中甲烷存在的预测。观测结果还显示大气中可能存在氨和二氧化碳。研究人员表示，通过对这颗行星进一步观测，能确定大气中不同气体的相对丰度，构建更完整的温带气态巨行星大气图景，用于改进模型，更好地理解行星及其大气，包括地球的形成和演化过程。
参与此次研究的团队成员来自宾夕法尼亚州立大学、亚利桑那州立大学、约翰斯霍普金斯大学、卡内基科学研究所、加州理工学院以及加州大学圣克鲁兹分校等多所机构。美国国家航空航天局通过太空望远镜科学研究所的一项拨款资助了这项研究。
巨行星是太阳系中体积与质量远大于类地行星的行星类型，主要分为气态巨行星（如木星、土星）和冰态巨行星（如天王星、海王星）。它们拥有浓厚的大气层，核心多由岩石或金属构成，周围常伴随大量卫星与光环，在太阳系行星系统中极具特色。
