Gezegen bilimi

Gezegen bilimi, gezegenleri (Dünya dahil), uyduları, asteroitleri, kuyruklu yıldızları ve gezegen sistemlerini; bunların bileşimini, iç yapısını, yüzey süreçlerini, oluşumunu ve tarihini inceleyen bilim dalıdır. Mikrometeoritlerden dev gaz gezegenlerine kadar çok geniş bir boyut aralığını kapsar. Bazen gezegenbilim ya da planetoloji diye de anılır.

Nasıl işler?

Gezegen bilimi astronomi ile yer bilimlerinin buluşma noktasında doğmuştur ve bugün gezegen jeolojisi, kozmokimya, atmosfer bilimi, okyanus bilimi, buzul bilimi ve ötegezegen araştırmaları gibi pek çok dalı içerir. Burada "jeoloji" sözcüğü geniş anlamda kullanılır: bir gezegenin çekirdeğinden manyetik alanına kadar her şey kapsama girer.

Çalışmanın bir kısmı gözlemseldir. Uzay araçları uzaktan algılama yöntemleriyle yüzeyleri haritalar, atmosferleri ölçer, kütleçekim alanlarını çıkarır. Bir kısmı laboratuvarda yürür: göktaşları ve uzaydan getirilen örnekler, yerdeki aletlerin tüm gücüyle incelenir. Kuramsal taraf ise bilgisayar benzetimleri ve matematiksel modellere dayanır.

Alanın en güçlü araçlarından biri karşılaştırmadır. Dünya'nın yoğun atmosferi Titan'ınkiyle, karasal gezegenlerin yüzey şekilleri birbiriyle karşılaştırılır. Dünya'da yapılan "benzer ortam" çalışmaları, başka dünyalarda gördüğümüz biçimleri yorumlamaya yardım eder. Bir yüzeyin tarihi de Dünya'daki tabakalar için geliştirilen ilkeyle okunur: üstteki katman alttakinden gençtir. Apollo astronotları Ay'daki arazi çalışmalarına bu tür katman haritalarıyla hazırlanmıştı.

Bu alanda çalışan araştırmacılar genellikle üniversitelerin astronomi, fizik ya da yer bilimleri bölümlerinde yer alır; yalnızca gezegen bilimine ayrılmış enstitüler de vardır. Çoğu, lisansüstü düzeyde yer bilimleri, astrofizik ya da jeofizik okuduktan sonra gezegenlere yönelir. Alanda her yıl birkaç büyük konferans düzenlenir ve çok sayıda hakemli dergi yayımlanır.

Örnekler

Apollo programı boyunca Dünya'ya 384 kilogram Ay örneği getirildi; üç Sovyet Luna robotu da Ay toprağı örneği taşıdı. Bu örnekler, Dünya dışında bileşimi en kapsamlı bilinen gök cismini Ay yapmıştır. Asteroit kuşağından gelen göktaşları, katmanlaşmış gök cisimlerinin neredeyse her bölümünü temsil eder; bazıları çekirdek ile manto sınırından kopmuştur. Sayıca az olan Mars göktaşları ise Mars kabuğunun kimyası hakkında doğrudan bilgi verir.

Uzay ayrışması (space weathering) gezegen biliminin tipik bir konusudur: atmosferi olmayan yüzeyler sürekli mikrometeorit yağmuru ve yüksek enerjili parçacıklarla aşınır. Ay yüzeyindeki ince toz örtüsü bu süreçlerin ürünüdür. Gezegen atmosferleri de ayrı bir araştırma alanıdır; Jüpiter ve Satürn'deki bulut kuşakları ve girdaplar, gezegenin dönüşünün atmosfer akımlarını nasıl biçimlendirdiğini gösterir.

Göktaşları, uzay araçlarının ulaşamadığı yerlerden gelen ücretsiz örneklerdir. Örneğin bazı göktaşları büyük asteroit Vesta'dan koparak Dünya'ya ulaşmıştır. Dünya'da bulunmuş Ay göktaşlarının toplam kütlesi 50 kilograma yakındır; bunların bir bölümü Antarktika'daki tarama çalışmalarında, bir bölümü Afrika, Avustralya ve Orta Doğu çöllerinde toplanmıştır. Gezegen jeodezisi ise gezegenlerin biçimini, kütleçekim alanlarını ve kutup hareketlerini ölçer.

Tarihçe

Gezegen biliminin kökleri, dünyaların sayısız olduğunu ve bazılarında güneş ya da ay bulunmadığını söyleyen Antik Yunan filozofu Demokritos'a kadar götürülür. Modern anlamda ilk gezegen gökbilimcisi Galileo sayılabilir: Jüpiter'in en büyük dört uydusunu buldu, Satürn'ün halkalarını ilk kez gözledi ve 1609'da Ay'daki dağları inceleyerek Ay'ın pürüzsüz olmadığını, Dünya'ya benzer bir yüzeyi olduğunu gösterdi. Teleskoplar geliştikçe önce Ay, sonra gezegenlerin yüzey ve atmosfer ayrıntıları incelendi. 20. yüzyılda radyo teleskopları ve gezegenlerarası uzay araçları alanı tümüyle dönüştürdü.

İlgili terimler

• Astrobiyoloji
• Göktaşı
• Uzay ayrışması
• Karşılaştırmalı gezegenbilim
• Ötegezegen