詹姆斯韋伯太空望遠鏡首次發現了一顆氣態巨行星的大氣層，其溫度出奇的溫和。這顆行星名為 TOI-199b，距離地球超過 330 光年，表面溫度約為攝氏 79 度，這在已知的系外行星中是罕見的。
這項發現是由賓州州立大學和美國太空總署噴射推進實驗室（JPL）領導的研究小組做出的。科學家利用透射光譜分析了行星穿過其主恆星 7 小時內的大氣成分。
準確揭示大氣成分
JWST 清楚地偵測到 TOI-199b 大氣中存在甲烷。除了這種分子之外，數據還顯示出大量的氨和二氧化碳痕跡。這是科學家首次能夠詳細分析一顆溫帶氣態行星的大氣層，為系外行星的研究開啟了新的可能性。
所獲得的結果證實了迄今為止所發展的宇宙學理論的準確性。光譜分析可以識別特定的化學成分，而無需與行星直接接觸，僅使用軌道運輸期間穿過其大氣層的光。
發現背景和軌道特徵
TOI-199b 大約每 100 天繞其主恆星運行一次。 79攝氏度的溫度雖然以地球標準來說很高，但相當於地球炎熱夏日密閉汽車內的環境。
這種情況與大多數已知的氣態巨行星形成鮮明對比，後者經常經歷極端溫度。有些擁有永久冰凍的表面，而另一些被稱為“熱木星”的溫度則超過 1000 攝氏度。 TOI-199b 以其異常溫和的性質打破了這種模式。
對未來行星研究的影響
收集到的數據將為行星演化研究翻開新的篇章。研究小組負責人胡仁宇副教授表示，了解像TOI-199b這樣的溫帶行星的結構將導致當前大氣模型的重大改進。
這項進展將使科學家能夠更深入地了解行星大氣的形成和演化。改進的模型對於理解系外行星、地球和太陽係其他天體的大氣現象至關重要。
這項研究代表了觀測天文學的里程碑。在此之前，分析如此遙遠世界的大氣化學成分是一項極具挑戰性的任務。詹姆斯·韋伯太空望遠鏡透過其以前所未有的精度捕獲紅外線的能力使這一分析成為可能。
使用的方法和設備
該團隊使用了透射光譜技術，該技術的工作原理是分析穿過系外行星大氣層的星光。當 TOI-199b 穿過它的恆星時，JWST 捕獲了這種光並將其分成不同的波長，使其能夠識別存在的化學元素。
- 行星：TOI-199b
- 距離地球距離：超過330光年
- 軌道周期：約100天
- 表面溫度：約攝氏79度
- 檢測到的大氣成分：甲烷、氨和二氧化碳
- 使用儀器：詹姆斯韋伯太空望遠鏡（JWST）
這種方法對於獲得可靠的大氣成分數據至關重要。 7 小時的行星凌日持續時間為高解析度資料收集提供了足夠的時間，從而可以以最小的誤差範圍檢測特定分子。