태양계에서 가장 큰 행성 : 목성(Jupiter)

나혼자 산다에서 코드쿤스트가 슈퍼블루문을 관측하러 간 영상을 보셨나요? 달도 달이지만 저는 목성과 토성이 특히 인상깊었습니다. 토성에 대해서는 지난 시간 알아봤기 때문에 오늘은 목성에 대해 알아보도록 하겠습니다.

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2023.09.08 - [천문학] - 아름다운 고리와 위성의 행성 : 토성(Saturn)

아름다운 고리와 위성의 행성 : 토성(Saturn)

목성에 대하여

목성은 태양계의 다섯 번째 행성이자 가장 큰 행성으로 알려져 있습니다. 목성은 토성과 마찬가지로 가스 행성으로 분류됩니다. 목성은 지구에서 봤을 때 반사광이 그림자를 형성하기에 충분할 정도로 밝아 고대 천문학자들에게도 잘 알려져 있었던 행성입니다. 로마인들은 목성에 로마 신의 이름인 유피테르라는 이름을 붙이기도 했습니다. 자 그럼 목성의 특징에 대해 알아볼까요?

목성의 특징

목성은 태양계에서 가장 큰 행성으로 질량과 부피 모두 다른 행성들을 압도합니다. 질량은 지구의 약 318배에 달하며 부피는 약 1,300배에 달합니다. 목성은 주로 수소와 헬륨으로 구성되어 있으며 대기층은 두꺼운 구름으로 뒤덮여 있습니다. 중원소로 이루어진 암석형 핵을 가지고 있으며 다른 거대 행성들과 같이 뚜렷한 고체 표면이 없습니다. 빠른 자전으로 인해 행성의 모양은 편구이며 외곽 대기는 위도에 따라 몇가지의 띠들로 눈에 띄게 구분됩니다. 이는 서로 상호작용하는 경계선을 따라 발생하는 난류와 폭풍에 의한 것입니다. 그로 인해 발생한 유명한 결과물로는 대적점이 있는데 대적점은 적어도 망원경을 통해 최초로 관측된 17세기부터 존재한 거대한 폭풍입니다. 목성은 많은 수의 대적을 가지고 있습니다. 대적점은 목성의 가장 큰 특징이라고 말할 수 있습니다. 

 가장 유명한 대적은 "붉은 대적"으로 알려져 있으며 지구보다 크기가 큽니다.  목성의 주변은 희미한 고리계와 강력한 자기권이 있습니다.  1610년 갈릴레오 갈렐리에가 발견한 가장 큰 네 게의 갈릴레이 위성을 포함해 적어도 79개 이상의 위성을 가지고 있으며 그 중에서 가장 유명한 것은 가니메데, 칼리스토, 이오, 유로파 입니다. 가니메데의 직경은 행성인 수성의 직경보다도 큽니다.  목성의 대적들은 복잡한 구조와 다양한 색상을 가지고 있으며 지구의 대기와는 매우 다릅니다.

 목성은 여러 시기에 궤도 주변을 도는 다양한 탐사선들에 의해 연구되었습니다. 그 중 플라이바이 임무 기간 동안의 초기의 파이오니어 및 보이저와 이후의 갈릴레오 궤도 탐사선이 가장 유명합니다. 아마 차후의 목성계 탐사 대상은 유로파의 표면 아래에 있을 액체 바다일 것으로 예상됩니다. 

 또한 목성은 태양과의 무게중심이 태양의 체적 바깥에 위치한 유일한 행성입니다. 목성의 자전축 경사는 약 3.13도로 상대대적으로 작아 지구나 화성에 비해 큰 계절적 변화를 겪지 않습니다. 목성의 자전은 10시간 이내로 한 바퀴를 완주할 정도로 태양계의 모든 행성 중 가장 빠릅니다. 이러한 자전으로 인해 목성은 지상의 아마추어 망원경을 통해 쉽게 확일할 수 있을 정도의 적도 팽대부가 만들어집니다. 

 

목성의 구름층

목성의 구름층은 매우 흥미로운 특징을 가지고 있습니다. 주로 암모니아와 메탄으로 구성되어 있으며 목성의 대기 중에 풍부하게 존재합니다. 특히 암모니아는 밝은 흰색 구름을 형성하는데 기여합니다. 목성의 구름은 매우 두꺼워서 대기의 상당 부분을 차지합니다. 이러한 구름층은 약 50~70Km정도의 두께를 가지고 있습니다. 두껍고 낮은 층과 얇고 깔끔한 층 최소 두 개의 구름층으로 이루어져 있습니다. 또한 암모니아층 아래에는 얇은 H2O 구름층이 있을 것으로 여겨지는데 목성의 대기에서 감지된 번개의 섬광을 통해 추측된 것입니다. 번개가 발생하기 위해서는 물의 극성으로 인해 전하분리가 일어나야 하기 때문인데 이들의 방전은 지구에서 발생하는 번개의 수천 배에 이를 정도로 강력하며, 물구름은 내부에서 가열된 열을 통해 뇌우를 만들 수 있습니다. 목성의 구름은 복잡한 패턴과 다양한 색상을 가지고 있습니다. 주로 밝은 흰색, 노란색, 갈색의 구름으로 구성되어 있으며 대적과 구름 구조에 따라 다양한 모양과 패턴을 나타냅니다. 

 목성의 대적은 구름이 움직이는 방향과 속도에 영향을 줄 수 있습니다. 대적은 목성의 대기 역동성을 반영하며, 이로 인해 구름이 휘몰아치고 이동하는 모습을 보여줍니다. 목성의 구름층은 계속해서 연구되고 있으며, 더 많은 탐사와 관측을 통해 그 특징과 구성에 대한 이해가 더욱 증가할 것으로 기대됩니다.

 목성의 고리

 목성은 희미한 고리계를 가지고 있습니다. 목성의 고리는 크게 세 부분으로 나뉘는데 헤일로로 알려져 있는 안쪽의 입자 토러스와 상대적으로 밝은 큰 고리, 외곽의 매우 가는 고리가 있습니다. 이 고리들은 토성의 고리에서 볼 수 있는 얼음보다는 티끌로 이루어진 것으로 보입니다. 

마치며

  목성의 대기에는 적은 양의 물만 존재하고 고체 표면이 극단적인 압력을 받는 깊은 곳에 있기 때문에 지구에서와 같은 생명체가 존재할 것이라는 생각은 신뢰도가 떨어집니다. 하지만 아직도 암모니아 또는 물 기반 생명체가 목성의 상층부 대기에서 진화할 수 있다고 가설화 되어오긴 했습니다. 목성의 일부 표면 아래에 있을 바다가 존재하기 때문에 이 곳에서 생명체가 존재할 가능성이 더 높을 것으로 추측되기도 합니다. 

 오늘은 목성에 대해 간략히 알아보았습니다. 흥미로운 행성 목성에 대한 더 많은 연구가 기다려집니다.