天文学家利用NASA/ESA/CSA詹姆斯·韦伯太空望远镜搭载的近红外光谱仪（NIRSpec），表征了系外气态巨行星TOI-5205b的大气特性。该行星绕一颗小而暗的红矮星运行，观测发现其大气重元素含量意外匮乏，这引发了关于这类“ forbidden”外星世界如何形成与演化的新疑问。
TOI-5205b是一颗短周期（1.63天）气态巨行星，半径仅比木星大1.03倍，质量为木星的1.08倍。它于2022年首次被发现，绕M4型恒星TOI-5205运行——该恒星的大小和质量约为太阳的39%。该系统又名TIC 419411415，位于狐狸座，距离地球约283光年。
NASA戈达德太空飞行中心的Caleb Cañas博士及其同事指出，短周期（轨道周期小于10天）木星质量行星是首类在主序类太阳恒星周围发现的系外行星，但它们的形成过程仍存不确定性；M矮星周围短周期气态巨系外行星数量的增加，给气态巨行星形成理论带来了额外复杂因素。
这类行星难以通过核心吸积机制形成，因为M矮星的低星周盘质量和长轨道时标，会阻碍能启动 runaway气体吸积的大质量行星核心高效形成。它们代表了中到晚型M矮星行星形成的极端 regime——高行星-恒星质量比要求核心质量超过原行星盘估计的尘埃质量。
天文学家利用韦伯的近红外光谱仪观测了TOI-5205b的三次凌日现象，惊讶地发现其大气中重元素（相对于氢）的浓度低于太阳系气态巨行星（如木星），甚至比宿主恒星的金属度更低，这使其在迄今研究的所有巨行星中脱颖而出。
此外，凌日观测还揭示了TOI-5205b大气中存在甲烷和硫化氢（虽这一发现不那么令人震惊）。为 contextualize研究结果，研究人员借助复杂的行星内部模型预测：TOI-5205b的整体组成金属丰度约为凌日测量大气金属丰度的100倍。
卡内基科学研究所的Shubham Kanodia博士表示，观测到的大气金属度远低于根据行星质量和半径计算的整体组成模型预测值，这表明行星形成期间重元素向内迁移，如今内部与大气未发生混合。总之，这些结果表明该行星大气极富碳、贫氧。
该研究成果发表于《天文期刊》。