利用NASA/ESA/CSA詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的观测数据，科研人员首次在一颗温带、土星质量的系外行星大气中确认探测到甲烷，为研究此类行星的大气成分提供了新的观测证据。

温带“土星”行星TOI-199b

研究对象TOI-199b围绕恒星TOI-199运行。TOI-199位于剑鱼座，距离地球约330光年，是一颗G型恒星。观测显示，该恒星至少拥有两颗巨型行星：TOI-199b和TOI-199c。

TOI-199b位于系统内侧，每105天绕母星公转一周。研究人员测算，这颗行星从母星接收到的辐射约为地球所受太阳辐射的2.5倍，对应平衡温度约352开尔文（79摄氏度，或174华氏度），既不属于极端炽热，也不同于远距离冰冷气态巨行星。

质量和半径测量结果显示，TOI-199b的质量约为0.17个木星质量，半径约为0.81个木星半径。科研团队据此指出，其内部结构与土星相似，推测其拥有以氢为主的大气层。

宾夕法尼亚州立大学天文学家胡仁宇表示，TOI-199b是目前已知最适合开展大气特征研究的低温巨行星之一。

透射光谱确认甲烷信号

本次研究使用的是詹姆斯·韦伯太空望远镜的近红外光谱仪（NIRSpec）。团队采用透射光谱方法，在行星凌日时观测恒星光穿过行星大气后留下的光谱特征，并与无凌日时的基线光谱进行对比。

NASA喷气推进实验室博士后研究员亚伦·贝洛-阿鲁菲（Aaron Bello-Arufe）介绍，当团队将凌日光谱与基线光谱进行比较时，发现部分波长的恒星光被大气吸收，而这些波长对应甲烷的吸收特征，由此确认了TOI-199b大气中存在甲烷。

他表示，现有关于温带气态巨行星成分的理论模型预期这类行星应含有甲烷，本次观测结果与模型预测相符。

除甲烷外，韦伯望远镜的观测还显示，TOI-199b大气中可能存在氨和二氧化碳的迹象。胡仁宇表示，通过后续进一步观测，有望约束这些气体在大气中的相对丰度。

为温带气态巨行星大气研究提供样本

研究团队指出，对TOI-199b大气的观测有助于更全面地认识温带气态巨行星的大气组成，从而改进相关理论模型，并为理解行星及其大气的形成与演化过程提供参考。

胡仁宇表示，这项对温带巨行星大气的首次成功研究，增强了继续投入观测资源研究其他类似行星的信心。通过与更多同类行星进行比较，科研人员将能够评估TOI-199b是否具有独特性，或这类行星是否呈现出某些共同特征。

相关研究成果由Aaron Bello-Arufe等人撰写，发表于2026年5月20日的《天文学杂志》（The Astronomical Journal），论文题为《温带系外土星TOI-199b上的甲烷》（Methane on the Temperate Exo-Saturn TOI-199b），卷171，第354号，DOI为10.3847/1538-3881/ae4fba。