가장 큰 행성인 목성 이야기

가장 큰 행성인 목성 이야기

우리 태양계에서 가장 큰 행성인 목성은 태양으로부터 5번째 순서이다. 목성은 가스 행성으로서, 목성 중심에 작은 암석 핵이 있고, 대부분 수소와 헬륨으로 이루어져 있다. 목성은 행성 중에 가장 커서 태양계의 다른 모든 행성들을 그 안에 둘 수 있어 80개 이상의 위성이 있으며, 그중 가장 큰 위성은 유로파, 가니메데, 이오, 칼리스토이다. 목성은 지구 자기장보다 약 20,000배 강한 매우 강한 자기장을 가지고 있으며 대적점은 적어도 350년 동안 맹위를 떨친 목성의 거대한 폭풍을 말한다. 목성의 하루는 태양계에서 가장 짧으며, 한 바퀴 도는 데 10시간이 조금밖에 걸리지 않는다. 목성이 태양 주위를 도는 데 걸리는 시간은 지구의 12년이 걸리는데, 이것은 목성의 1년이 지구의 12년과 같다는 것을 의미한다. 목성에 대한 연구는 2011년에 우주선이 발사되어 2016년에 목성 궤도에 진입한 NASA의 주노 미션에 의해 광범위하게 연구되어 왔다. 이 연구는 목성의 대기, 자기장, 내부 구조에 대한 새로운 데이터를 제공했으며, 적어도 2025년까지 계속해서 데이터를 수집할 것이다.

 

목성의 특성

목성의 크기는 적도에서 지름이 139,822킬로미터인 우리 태양계에서 가장 큰 행성이다. 질량은 태양계의 다른 모든 행성들을 합친 것의 2.5배이다. 목성은 거대한 가스 행성으로, 주로 수소가 약 75%와 헬륨이 약 24%로 구성되어 있다. 나머지 1%는 메탄, 암모니아, 수증기와 같은 다른 가스들로 구성되어 있으며 목성의 중심부에는 지구 질량의 약 20배로 추정되는 작은 암석 핵이 있다. 또한 목성의 대기는 수소, 헬륨, 메탄, 그리고 암모니아를 포함한 여러 층의 가스로 이루어져 있으며, 상층 대기는 암모니아 결정과 다른 화합물로 구성된 다채로운 구름 띠를 특징으로 한다. 이 띠들 중 가장 유명한 것은 적어도 350년 동안 목성에서 맹위를 떨치고 있는 거대한 폭풍인 대적점이다. 목성의 대기는 또한 번개, 오로라, 그리고 시속 400마일의 속도에 도달할 수 있는 강력한 바람의 고향이기도 하다. 목성에는 80개 이상의 위성이 있으며, 그중 가장 큰 위성은 갈릴레오 위성이 있는데 1610년에 발견한 갈릴레오 갈릴레이의 이름을 따서 그렇게 알려져 있다. 갈릴레이의 네 개의 위성은 이오, 유로파, 가니메데, 칼리스토이다. 가니메데는 태양계에서 가장 큰 위성이며 수성보다 더 크다. 목성의 자기장은 지구 자기장보다 약 20,000배로 매우 강한 자기장을 가지고 있다. 이 자기장은 목성 내부에서 전기 전도성 물질의 움직임에 의해 생성되며, 다이너모 효과를 생성한다. 목성의 자기장은 우주선에 해로울 수 있는 행성 주위의 강렬한 복사대의 원인이다.

 

목성의 궤도와 회전

목성의 궤도와 회전은 태양 주위를 도는 데 약 12년이 걸린다. 목성의 축은 겨우 3.13도 기울어져 있으며 이로 인해 계절적 변화가 거의 없다. 목성은 매우 빠르게 자전하며, 한 번의 자전 시간은 10시간 미만이다. 목성은 고체가 아니기 때문에 위도에 따라 자전 속도가 달라지는데 이 효과를 차동 회전이라고 한다. 목성의 탐색은 파이어니어 10호와 11호, 보이저 1호와 2호, 갈릴레오, 그리고 주노를 포함한 여러 우주선들에 의해 방문되었으며, 2011년에 발사되어 2016년에 목성 궤도에 진입한 주노 미션은 현재 일련의 과학 장비를 사용하여 목성의 대기, 자기장, 그리고 내부 구조를 연구하고 있다. 목성은 고리 체계를 가지고 있지만 토성의 고리만큼 두드러지지는 않는다. 또한 목성은 주 고리계 너머까지 뻗어 있는 헤일로로 알려진 희미한 고리 모양의 구조를 가지고 있다. 헤일로는 먼지 크기의 작은 입자들로 구성되어 있으며, 원반 모양으로 행성 주위에 분포되어 있다. 고리 시스템은 1979년 보이저 1호 우주선이 처음 발견했으며, 그 이후 갈릴레오와 주노를 포함한 다른 미션들에 의해 연구되어 왔다. 고리는 작은 바위와 먼지들로 구성되어 있으며 목성의 위성에서 분출된 물질에 의해 생성된 것으로 예측하고 있다. 목성의 강렬한 자기장은 지구의 북쪽과 남쪽 빛과 비슷하게 대기에 화려한 오로라를 만들어낸다. 더군다나 목성의 오로라는 지구의 오로라보다 훨씬 크고 강력하다. 목성의 오로라는 태양의 전하를 띤 입자들이 목성의 자기장과 상호작용하면서 발생한다. 1994년, 슈메이커-레비 9 혜성의 파편이 목성과 충돌하여 목성의 대기에 일련의 거대한 불덩어리를 만들었다. 그 충돌은 지구에서 볼 수 있었고 과학자들에게 목성의 대기와 혜성의 행동에 대한 아주귀한 데이터를 제공했다.

 

목성과 갈릴레오

목성은 갈릴레오와 다가오라는 과학자들이 연구한 유로파 클리퍼라는 연구가 여러 우주 임무의 초점이 되어왔다. 이 연구들은 목성의 위성들 중 일부가 잠재적으로 생명체가 살 수 있는 해저 바다를 가지고 있을지도 모른다는 것을 밝혀냈다. 목성 중심부의 압력과 온도는 매우 높아서 수소 가스는 금속 상태로 압축된다. 이 금속 수소는 목성의 강한 자기장의 원인으로 여겨진다. 목성은 우리 태양계의 다른 행성들, 특히 소행성과 혜성에 강력한 중력적 영향을 미친다. 이러한 중력은 때때로 이러한 물체들이 궤도 밖으로 튕겨져 나가 태양계 내부로 들어가 잠재적으로 지구와 충돌하게 할 수 있다. 전반적으로 목성은 복잡한 대기, 강한 자기장, 다양한 위성 시스템으로 과학자들을 계속 놀라게 하고 흥미를 유발하는 매력적인 행성이다. 목성에 대한 진행 중인 연구, 그리고 미래의 연구는 이 거대한 세계와 태양계에서의 목성이 가지고 있는 무궁무진한 것들이 더 많이 밝혀질 수 있을 것이다.