巨行星的世界向来只有两种极端:要么像土星一样冻得结冰,要么紧贴恒星被烤到几千度,成为“热木星”。偏偏詹姆斯·韦布空间望远镜最近挖出一颗落在中间地带的行星——表面温度约175华氏度(约79摄氏度),跟地球上暴晒后的汽车内部差不离。

这颗名叫TOI‑199b的行星大小与土星相当,距地球超过330光年,绕恒星一圈大约100天。宾州州立大学和NASA喷气推进实验室的团队用透射光谱法,第一次详细解读了这种“温和”巨行星的大气,居然从中嗅到了甲烷的味道。相关论文5月20日刊登在《天文学杂志》上。

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在我们的太阳系里,木星和土星因为离太阳远,大气冷得刺骨。而放眼系外,人类找到的大批巨行星多是贴着恒星狂奔的热木星,温度飙到上千摄氏度。TOI‑199b的“刚刚好”状态实在少见,已知的温和巨行星一只手就数得过来。更关键的是,这是头一回有人把其中一颗的大气扒开来看个清楚。

研究牵头人、宾州州立大学天文与天体物理学副教授胡仁宇毫不掩饰兴奋:系外行星研究的妙处,就是能撞见太阳系里根本不存在的类型,从而反推行星系统是怎么长出来的。“从1992年发现第一颗系外行星到现在,天文学家已经搜出几千颗,可这些温和巨行星少得可怜,”他说,“这是我们第一次能仔细解剖其中一颗的大气。”

团队趁这颗行星从恒星面前溜过时,盯着穿过大气层的恒星光,捕捉光谱里细如发丝的变化。甲烷的信号就是这样被抠出来的。这种温和巨行星的大气数据,不仅能帮科学家校准那些模拟行星形成和气候演化的计算机模型,甚至可能给理解地球自身的大气过程塞上几把新钥匙。