温带外星星系 TOI-199b 上的甲烷

温带 ($T_{\rm eq}<400$ K) 气体巨行星代表着系外行星大气光谱学中未被探索的前沿。围绕 100 天周期的 G 型恒星运行的太阳质量外星行星 TOI-199 b ($T_{\rm eq}=350$ K) 是最有利于大气研究的温低温气体巨行星之一。本文报告了其由 JWST NIRSpec G395M 模式观测到的单次穿越光谱。尽管因指向错位导致精度低于预期，但贝叶斯反演揭示了 CH$_4$ 的存在（在阴霾大气中 Bayes 因子约为 700），对应于 $[\rm{C/H}]=13^{+78}_{-12}\times$ 太阳值，尽管 CO 和 CO$_2$ 的不可检测程度不利于金属度 $\gtrsim50\times$ 太阳的解释。我们还测试了几种雾霾模型（类水星类硫磺、炭黑及水富硫磺），但这些模型的偏好较弱（与清晰模型相比 Bayes 因子约为 2）。该光谱还显示在 3 $\mu$m 附近穿透深度增加，我们的自洽模型将其归因于 NH$_3$ 或更不太可能的 HCN。后续观测将区分这些物种，帮助确定行星的垂直混合 regime。TOI-199 系统 exhibits 强烈的穿越时序变动 (TTVs)，因一个外围非穿越巨行星。对于行星 c，我们的 TTV 分析将其质量不确定性降低 50%，并偏好稍长的轨道周期（仍在保守的宜居区内）和更高的偏心率，相对于前述研究。TOI-199 b 是研究温带气体巨行星云雾的首个数据点。甲烷的检测支持了温低分子质量大气在传递光谱中显示特征的新兴趋势。