목성(Jupiter)

목성

태양계의 다섯 번째 행성이자 가장 큰 행성인 목성은 태양의 질량의 1,000분의 1배에 달하는 거대행성으로, 태양계에 있는 다른 모든 행성들을 합한 질량의 약 2.5배에 이릅니다. 목성은 토성과 마찬가지로 거대 기체 행성이며 밤하늘에서 평균적으로 달과 금성 다음으로 가장 밝은 천체에 해당합니다.

 

◆ 내부 구조

중심핵 : 목성의 중심에는 견고하고 밀도가 높은 중심핵이 있습니다. 목성의 중심핵의 정확한 성질과 구성은 불확실하지만, 암석과 금속과 같은 더 무거운 원소들의 혼합물로 여겨지며 지구 질량의 약 20배로 추정됩니다.

 

맨틀 : 핵을 둘러싸고 있는 것은 맨틀은 주로 행성 대기의 주요 원소인 수소로 구성되어 있습니다. 이 층은 위에 있는 가스의 무게로 인해 엄청난 압력을 받아 수소가 밀도가 높고 금속 상태로 존재하게 됩니다. 맨틀은 중심핵에서 바깥쪽으로 확장되며 목성 질량의 상당 부분을 나타냅니다.

 

◆ 대기

• 대류권 : 대류권은 목성 대기의 가장 낮은 층으로 구름, 폭풍, 구름 띠의 형성을 포함하여 대부분의 기상 현상이 일어나는 지역입니다. 목성의 상징적인 구름 띠는 어두운 띠와 밝은 띠로 교대로 구성되어 있습니다. 어두운 띠는 하강하는 공기의 영역이고 밝은 띠는 상승하는 공기의 영역을 나타냅니다.
• 성층권 : 대류권 위에는 온도가 고도에 따라 증가하는 층인 성층권은 목성의 대기 가스, 특히 메탄에 의한 태양 복사 흡수로 인해 온도가 상승합니다. 성층권은 또한 복잡한 대기 순환 패턴을 보이며 얇은 헤이즈와 광화학적으로 생성된 화합물의 층이 있습니다.
• 열권 : 목성 대기의 가장 높은 층인 열권은 높은 온도와 낮은 밀도가 특징이며 온도는 강한 태양열로 인해 섭씨 수천 도에 이를 수 있습니다. 이 층은 또한 얇은 양의 수소와 헬륨 분자를 포함하고 있습니다.
• 구름층 : 목성의 대기는 주로 암모니아 결정, 황화암모늄, 그리고 수증기로 구성된 여러 구름층을 포함합니다. 이 구름들은 행성의 두드러진 구름 띠를 포함하여 복잡한 패턴을 형성합니다. 가장 위쪽에 있는 구름은 암모니아 결정으로 구성되어 있으며, 멀리서 관찰했을 때 목성의 밝은 흰색 모습을 만듭니다.
• 폭풍 : 목성의 대기는 격동적이고 역동적인 거대한 폭풍과 소용돌이를 일으키는데, 그 중 가장 유명한 것은 지구보다 더 큰 지속적인 고기압 폭풍인 대적점입니다. 크고 작은 다른 폭풍과 사이클론들도 목성의 구름 꼭대기에서 관측될 수 있습니다.
• 오로라 : 지구와 비슷하게, 목성은 극 근처에서 오로라가 생깁니다. 행성의 자기장과 주변 우주 환경에서 나오는 전자와 이온과 같은 전하를 띤 입자 사이의 상호 작용에 의해 만들어집니다.

 

◆ 고리

목성은 희미한 고리를 가지고 있습니다. 목성의 고리는 크게 세 부분으로 나뉘는데, 헤일로(halo)로 알려져 있는 안쪽의 입자 토러스와, 상대적으로 밝은 큰 고리, 외곽의 매우 가는 고리가 있습니다. 이러한 고리들은 토성의 고리에서 볼 수 있는 얼음이 아닌 티끌로 이루어진 것으로 보이며 큰 고리는 목성의 위성인 아드라스테아와 메티스에서 방출된 물질로 이루어진 것으로 보입니다.

 

◆ 위성

목성은 1610년에 갈릴레오 갈릴레이가 발견한 가장 큰 네 개의 갈릴레이 위성을 포함하여 적어도 79개의 위성을 가지고 있습니다.

• 이오 : 위성 중 목성에 가장 가까운 위성입니다. 수백 개의 활화산이 유황 화합물을 분출하고 다채로운 표면 특징을 만들어내면서 태양계에서 가장 화산 활동이 활발한 천체입니다.
• 유로파 : 목성의 두 번째 위성이고 이 위성의 얼음 지각은 금이 가고 매끄러운 표면을 보여주는데, 이는 지하 바다의 존재를 암시하여 과학자들에게 특히 관심의 대상이 되었습니다.
• 가니메데 : 태양계에서 가장 큰 위성이고 수성보다 더 큽니다. 그것은 철이 풍부한 핵, 지표면 아래 바다, 그리고 얼음 맨틀을 가진 층 구조를 가지고 있습니다. 표면은 충돌 크레이터와 홈이 있는 특징뿐만 아니라 어둡고 밝은 지형의 혼합을 보여줍니다. 그것은 또한 자체 자기장을 가지고 있는 유일한 위성입니다.
• 칼리스토 : 칼리스토는 갈릴레이의 4개 위성들 중 가장 바깥쪽에 있으며, 고대의 분화구 지형, 평평한 평원, 그리고 갈라진 지역이 혼합되어 있습니다. 칼리스토는 유로파와 비슷하게 지표면 아래에도 바다가 있는 것으로 생각되며 다른 갈릴레이 위성들에 비해 상당한 지질학적 활동이 부족합니다.

 

◆ 자전과 공전

자전 : 태양계에서 가장 빠르게 회전하는 행성 중 하나인 목성은 축을 중심으로 약 9.9시간 만에 완전한 자전을 합니다. 목성의 빠른 자전 때문에, 목성은 평평한 모양을 가지고 있는데, 이것은 목성이 양극에서 평평하고 적도에서 불룩하다는 것을 의미하며 자전축은 태양 주위를 도는 궤도에 비해 약 3도 기울어져 있습니다. 목성의 빠른 자전으로 구름층에서 볼 수 있는 두드러진 적도 띠와 영역의 생깁니다. 서로 다른 대기 가스와 구름으로 구성된 이 띠들은 행성을 둘러싸고 있는 어두운 띠와 더 가벼운 띠로 나타납니다.

 

공전 : 태양으로부터의 평균 거리는 약 7억 7천 8백만km로 지구와 태양 사이의 평균 거리의 5배 이상입니다. 목성이 태양 주위를 한 바퀴 도는 데 걸리는 시간은 대략 11.86년으로, 목성의 공전 주기는 지구의 공전 주기보다 상당히 깁니다. 목성의 궤도는 타원형인데, 이는 목성이 공전하는 동안 태양과의 거리가 변한다는 것을 의미합니다. 목성의 강력한 내부 열원이 전체 에너지에 기여하기 때문에 거리의 변화는 목성의 온도에 급격한 변화를 일으키지 않습니다.