开普勒-51是一颗年轻的G型矮星，拥有三颗超蓬松行星和一颗低质量非凌日系外行星。最新观测显示，其中的开普勒-51d是目前已知密度最低的超蓬松行星之一，似乎被极其厚重的大气雾霾层包裹，其成因令天文学界感到困惑。

开普勒-51位于天鹅座，距离地球约2,615光年，也被称为KOI-620。观测显示，该恒星系统至少拥有四颗系外行星，其中三颗为尺寸接近土星的“超蓬松”行星。

研究人员指出，开普勒-51d是该系统中最冷的凌日行星，也是密度最低的一颗。坦帕大学天文学家Jessica Libby-Roberts表示，团队认为围绕开普勒-51运行的三颗内侧行星都具有质量很小的核心和体积庞大的大气层，使其整体密度接近“棉花糖”。她称，这类超低密度的超蓬松行星极为罕见，对传统气态巨行星的形成理论构成挑战。

按照现有认识，气态巨行星通常拥有致密核心，从而具备足够强的引力吸引并留住大量气体，并多在远离恒星的位置形成，类似太阳系中位于小行星带之外的气态巨行星。然而，开普勒-51d并不符合这一典型图景。

观测结果显示，开普勒-51d缺乏致密核心，其与宿主恒星的距离大致相当于金星与太阳的距离。Libby-Roberts指出，开普勒-51是一颗相对活跃的恒星，其恒星风本应较容易吹散行星大气，但目前尚不清楚开普勒-51d在其演化过程中究竟损失了多少质量。她表示，这颗行星可能在更远处形成后向内迁移，但关于该行星及系统内其他行星的形成方式仍存在大量未解问题，包括为何会在同一系统中出现三颗如此特殊的行星组合。

由于密度极低，研究团队推测，这些超蓬松行星的大气中应含有大量氢和氦等最轻元素，同时也可能存在其他元素。通过确定开普勒-51d大气的具体元素组成，研究人员希望进一步推断其形成时所处的环境和位置。

目前尚无法直接成像如此遥远的行星，科研团队采用的是凌日观测方法：当行星从地球视角掠过恒星盘面前方时，恒星光会略微变暗。Libby-Roberts解释称，恒星光在到达望远镜前会穿过行星大气，如果大气中的某些分子会吸收特定波长的光，就会在相应波段造成光强减弱。通过在多个波长范围内观测恒星光的变化，可以获得行星大气的“指纹”，从而推断其成分。

Libby-Roberts及其同事此前利用NASA/ESA哈勃太空望远镜，在约1.1至1.7微米的近红外波段对开普勒-51d进行了观测。随后，团队借助NASA/ESA/加拿大航天局詹姆斯·韦伯太空望远镜上的近红外光谱仪（NIRSpec），将观测波长扩展至5微米，以期获取更精细的大气光谱信息。

然而，在扩展后的波段范围内，研究人员并未在特定波长处看到预期的恒星光强明显下降。宾夕法尼亚州立大学教授Suvrath Mahadevan表示，团队据此推断，开普勒-51d可能存在一层极为厚重的雾霾层，吸收了观测波段内的大部分光线，使得位于其下方的大气特征难以分辨。

Mahadevan称，这种雾霾与土星最大卫星泰坦上的大气雾霾在性质上相似，泰坦大气中含有甲烷等碳氢化合物，但开普勒-51d的雾霾规模要大得多。研究人员估计，开普勒-51d的大气雾霾层厚度几乎可与地球半径相当，可能是迄今在行星上观测到的最大规模雾霾之一。

相关研究成果已发表于《天文学杂志》。论文题为《詹姆斯·韦伯太空望远镜NIRSpec-PRISM对超蓬松行星开普勒-51d的透射光谱》，作者为Jessica E. Libby-Roberts等，发表于2026年，卷171，第221号，DOI为10.3847/1538-3881/ae33c0。