500 光年外的巨行星大氣裡有水、甲烷和氨：韋伯望遠鏡怎麼「聞」出來的

2026 年 9 月 30 日，天文學團隊發表觀測成果：借助韋伯太空望遠鏡，他們在距離地球約 500 光年的巨行星 HATS-6 b 大氣中，驗出水、甲烷與氨。同一份研究還指出，這顆行星的實際溫度可能比標準模型推算的低得多。研究成果已發布於 arXiv（編號 2608.16990），並由中國科學網等管道轉述。

對一般人來說，「500 光年外有水」聽起來像科幻新聞。但這則消息值得讀的地方，其實是兩件事：科學家怎麼在一顆根本看不見表面的行星上「驗出」氣體成分；以及氨這個訊號，為什麼讓理論學家特別在意。

先看這顆行星有多奇怪

HATS-6 b 的體積大致相當於木星，但它的母星是一顆又小又冷的紅矮星，屬於 M 型矮星。這顆行星每 3 天就繞母星公轉一圈，貼得很近。

問題就出在這裡。按照目前對行星形成的理解，小質量恆星周圍的氣體塵埃盤，物質總量不夠多，存在時間也不夠長，很難積聚出木星、土星這種等級的行星。用日常比喻：想捏出一顆大雪球，你得有足夠的雪，還得在雪融化前捏完。紅矮星周圍的原料盤，兩個條件都偏緊。但 HATS-6 b 就是出現在那裡，這也是它被選中觀測的原因之一。

靠「穿過大氣的光」驗成分

韋伯望遠鏡用的是透射光譜技術。行星從母星前方通過時，恆星光會先穿過行星邊緣的大氣層，再到達望遠鏡。大氣裡的各種分子會吸收特定波長的光，像手指按住琴弦的特定位置。光譜上哪些波長被「喫掉」了，就能反推有哪些分子存在。

這次驗出的三種分子裡，水汽在系外行星觀測中不算新聞，氨才是重點。這是透射光譜技術第二次在系外行星大氣中，於水汽之外驗出氨的訊號。

氨是一種含氮分子。理論預期，這類分子在溫度較低的巨行星大氣中應該比在熾熱的類木星中更豐富。HATS-6 b 檢出氨，加上它實際溫度偏低，兩者互相吻合。研究團隊據此提出一個判斷：繞行 M 型矮星的行星，可能在化學組成上自成一個羣體，和繞行類太陽恆星的行星不同。

這個方向呼應了系外行星研究的整體圖像。目前人類已在太陽系外發現超過 6,000 顆行星，其中多數與太陽系行星毫無相似之處。團隊在報告中表示，弄清這些行星由什麼構成、如何形成，是判斷其他行星系統與太陽系是否有共同起源的前提。先前我們介紹過一顆不到一百萬年就成形的年輕木星級行星，那個案例同樣是在挑戰行星形成的標準時間表。HATS-6 b 補上的，則是「原料不夠的小恆星旁邊，為什麼也長得出巨行星」這一題。

所以呢

韋伯望遠鏡的這類觀測，短期內不會改變任何人的生活。但它示範了一種工作方式：看不見的東西，靠它對光的影響來推斷。同樣的透射光譜邏輯，未來會持續用在其他紅矮星系統上，檢驗「M 型矮星行星化學獨特」這個假設是否站得住。

值得留意的下一步訊號是氨的檢出次數。目前只有兩次，樣本還太少。如果接下來幾年在更多冷巨行星上驗出氨，行星化學分羣的說法會從假設變成共識；如果驗不出，理論就得重寫。對一門科學來說，這兩種結果都算進展。