Rund 3600 Exoplaneten wurden bis heute entdeckt – von den meisten kennen wir aber nur ihre Masse, den Radius und die Umlaufzeit beziehungsweise den Abstand zu ihrem Heimatstern. Die großen Entfernungen zwischen uns und anderen Planetensystemen machen es leider oft noch unmöglich, mehr über die fernen Welten zu erfahren. Manchmal gelingt dies aber doch, so wie jetzt einem Forscherteam um Hannah Wakeford vom NASA Goddard Space Flight Center: Die Astronomen untersuchten die Atmosphäre des über 400 Lichtjahre entfernten Planeten HAT-P-26b, der hinsichtlich der Masse ein Neptunzwilling ist. Dabei fanden sie Hinweise auf Wasser in seiner Gashülle, teils sogar in Form von Wolken – allerdings deutlich weniger als bei Neptun und weiteren ähnlich schweren Planeten. HAT-P-26b müsse sich deshalb auch in seiner Entstehungsgeschichte von seinen Verwandten unterscheiden, folgern die Astronomen in "Science" .

Für ihre Beobachtungen nutzten die Forscher um Hannah Wakeford von der NASA das Hubble Space Telescope (HST) und ältere Daten des Weltraumobservatoriums Spitzer. HAT-P-26b ist ein so genannter Transitplanet, er zieht also auf seiner Umlaufbahn aus unserer Sicht regelmäßig vor seinem Heimatstern vorbei. Dabei hinterlässt seine Atmosphäre einen spektroskopischen "Fingerabdruck" in dem Teil des Sternlichts, der die äußeren Gasschichten um den Planeten durchquert. Die Astronomen zerlegten und analysierten das empfangene Licht. So konnten sie den Anteil von Wasser in der Atmosphäre des Neptunzwillings berechnen: 525 ppm (parts per million) beträgt dieser demnach – auf eine Million Gasteilchen kommen also lediglich 525 Wassermoleküle.

Die Häufigkeit von Wasser nahmen die Wissenschaftler als Grundlage, um auf die Metallizität der Atmosphäre zu schließen – also den Anteil all der Elemente, die schwerer als Wasserstoff oder Helium sind. Das Ergebnis weist zwar noch eine relativ große Unsicherheit auf, dennoch überrascht es: Die Metallizität von HAT-P-26b ist nur etwa fünfmal so hoch wie die der Sonne, und damit um einen Faktor 20 niedriger als die von Neptun und Uranus. Der Exoplanet ist demzufolge gar kein echter Zwilling unserer Gasriesen, denn er besitzt deutlich weniger schwere Elemente in seiner Atmosphäre als seine Verwandten.

Dies lässt auf etwas unterschiedliche Entstehungsgeschichten schließen. Alle Planeten nehmen ihren Anfang in einer protoplanetaren Scheibe, einer großen Ansammlung aus Gas und kleinen, festen Partikeln um einen noch jungen Stern. Darin verklumpen Eis- und Staubteilchen zu immer größeren Brocken und bilden schließlich die Kerne der Planeten, so genannte Planetesimale. Die Vorläufer von Neptun und Uranus fingen dann bereits relativ früh an, sich mit ihrer Schwerkraft auch Gas aus der Scheibe einzuverleiben. So bauten sie sich eine Atmosphäre auf, zunächst größtenteils aus Wasserstoff und Helium. Gleichzeitig prasselten jedoch noch viele feste Teilchen auf sie ein und reicherten ihre Gashüllen dadurch auch mit schwereren Elementen an.

Die Atmosphäre von HAT-P-26b wurde dagegen kaum von solchen Staubteilchen verschmutzt. Dies kann zwei Gründe haben: Entweder kam er erst zu seiner Gashülle, als die protoplanetare Scheibe schon in ihrer Auflösung begriffen und der Großteil der festen Partikel verschwunden war. Oder der Planet entstand sehr nahe an seinem Stern, wo Staub- und Eisteilchen auf Grund der großen Hitze gar nicht vorkommen. Beide Szenarien stehen in Einklang mit aktuellen Simulationen.