韋伯望遠鏡揭密：炙熱「次海王星」大氣層顛覆認知

天文學家長期以來對「次海王星」充滿好奇，這類系外行星體積小於氣態巨行星，溫度又低於「熱木星」，卻因觀測技術限制而難以深入研究。直到NASA的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）投入運作，科學家終於突破技術瓶頸，首度成功解析代號TOI-421 b的炙熱次海王星大氣成分，這項發現可能改寫我們對這類宇宙中最常見系外行星的認知。

次海王星在銀河系中數量龐大，卻不存在於太陽系內。過去受限於其體積較小、溫度較低，加上多數被濃厚雲霧遮蔽，科學家始終難以窺探其真實面貌。馬裡蘭大學首席研究員艾莉莎·肯普頓表示：「我整個職業生涯都在等待韋伯望遠鏡，讓我們能真正解析這些較小行星的大氣特徵。」

研究團隊選擇TOI-421 b作為觀測目標，關鍵在於其表面溫度高達1,340華氏度，遠超過可能形成霧霾的1,070度臨界值。正如預期，韋伯望遠鏡首次清晰捕捉到這顆行星的大氣光譜特徵，發現其大氣主要由氫氣組成，並含有水蒸氣，還可能存在一氧化碳和二氧化硫，但未偵測到甲烷和二氧化碳。

這項發現令研究團隊大感意外。肯普頓解釋：「我們原本認為次海王星應該具有重分子為主的大氣，結果TOI-421 b卻完全相反。」更特別的是，其大氣成分與母恆星相似，這種特徵較接近太陽系中的氣態巨行星，與先前觀測到的其他次海王星截然不同。

TOI-421 b還有一個獨特之處：它環繞著一顆類太陽恆星執行，而多數已知次海王星都是圍繞較小、較冷的紅矮星。這引發了新的科學疑問：TOI-421 b是否代表一類新的炙熱無霧次海王星？或者這再次證明系外行星具有驚人多樣性？

負責資料分析的博士生布萊恩·達文波特表示：「我們開闢了研究次海王星的新途徑。透過觀測這類高溫行星，我們有望加速對這類常見系外行星的認識。」這項突破性研究成果已發表於2025年5月的《天體物理學期刊通訊》。

韋伯望遠鏡作為NASA最先進的太空觀測站，自2021年12月發射以來，已多次改寫人類對宇宙的認知。其強大的紅外線觀測能力，不僅能穿透宇宙塵埃研究系外行星大氣，更能回溯130億年前宇宙初生時期的星系形成過程。