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·韦伯太空望远镜（JWST），发现了一颗极为罕见的系外行星——TOI199b。这颗行星大小与土星相近，却拥有与地球相似的温度，其大气层中富含甲烷，这一发现为行星科学研究带来了新的突破。
巨行星通常处于极端环境之中。在太阳系里，木星和土星因远离太阳，温度极低；而在其他恒星周围，许多巨行星是热木星，它们轨道离恒星极近，温度可高达数千度。TOI199b却与众不同，它被归类为温带巨行星，在已知行星中数量稀少。此次研究是对这类温和巨行星大气层的首次详细探索。
TOI199b围绕着一颗距离地球超过330光年的恒星运行，公转周期约为100天。其估计温度约为175华氏度，虽以人类标准仍很热，但远低于热木星，比太阳系中的冰冻气态巨行星温暖，又不及超热巨行星。科学家形象地指出，类似温度甚至可能出现在地球上停在阳光直射下的汽车内部。
为了研究TOI199b的大气层，天文学家采用了透射光谱学方法。这种方法测量的是行星凌日期间，即行星从望远镜视角运行到其恒星前方时，星光穿过行星大气层发生的变化。詹姆斯·韦伯太空望远镜如同棱镜分解白光成彩虹一般，将入射星光分解成不同波长。当行星从恒星前方经过，部分恒星光线穿过行星大气层，与其中的元素和分子相互作用。特定元素会吸收特定波长的光，在望远镜探测到的光谱中形成“指纹”，从而反映大气成分。
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。凌日现象持续约7小时，比热木星常见的较短凌日时间长得多。之后，科学家将凌日期间收集的光谱与基准观测数据对比，差异揭示了被大气气体吸收的波长，进而确定其化学成分。
研究发现，TOI199b的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会含有甲烷的预测。观测结果还显示，大气中可能存在氨和二氧化碳。研究团队表示，通过对这颗行星更多观测，能确定其大气中不同气体的相对丰度。这种对温带气态巨行星大气更完整的了解，可用于改进行星及其大气形成和演化过程的模型，包括地球的相关过程。此次对温带气态巨行星大气的首次研究成功，也让科学家有信心投入更多资源观测其他类似行星，以判断这颗行星是否独特，或者这类行星是否具有普遍共同特征。
参与此次研究的科学家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。
宜居带是恒星周围的特定区域，该区域与恒星距离适中，温度能让水以液态形式存在，这是生命诞生和繁衍的重要前提之一。不同恒星的宜居带范围不同，例如太阳的宜居带覆盖地球轨道附近，使地球成为太阳系中已知唯一存在生命的行星。
