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태양에서 다섯 번째 행성인 목성은 우리 태양계에서 가장 큰 행성입니다. 지름이 약 142,984km로 부피는 1,300배, 질량은 지구의 318배 정도입니다. 역동적인 대기, 수많은 위성을 가지고 있는 목성은 천문학자와 과학자 모두에게 가장 흥미로운 천체 중 하나입니다. 이 글에서는 목성의 구성 및 구조, 대기, 주위 위성들에 대한 정보를 알려드리겠습니다.
목성의 구성 및 구조
단단한 표면을 가진 지구 행성과 달리 목성은 주로 수소와 헬륨으로 구성되어 있습니다. 상부 대기는 주로 분자 수소(H2)와 헬륨(He)으로 구성되어 있으며, 메탄(CH₄), 수증기(H2O), 암모니아(NH₃)와 같은 기타 가스도 미량 존재합니다. 이 가스는 지구에서 관찰 시 흰색에서 적갈색까지 다양한 색상의 구름층으로 관찰되고 있으며 이 구름층은 강력한 바람과 거대한 폭풍에 의해 형성되는 걸로 알려져 있습니다. 구름층 아래에서는 압력이 너무 높아져 수소를 금속수소라는 상태로 압착합니다. 금속수소는 금속처럼 작용하며 전기를 운반할 수 있습니다. 현재 과학자들은 금속 수소층이 태양계 행성 중 가장 강력한 목성의 자기장을 생성하는 것으로 추정하고 있습니다. 목성의 강한 자기장으로 인해 주위에 강력한 자기권을 생성하며 이 자기권은 태양과 우주로부터의 하전 입자를 포착하여 강력한 방사선 벨트를 생성합니다. 방사선 벨트로 인해 목성 탐사 시 우주 탐사선은 전자장치와 장비를 자기장으로부터 보호하기 위하여 특수 설계된 차폐장치가 필요하며, 자기장과 하전입자의 상호 작용으로 인해 목성 극 근처에서는 지구보다 훨씬 강렬한 오로라가 생성되고 있습니다.
대기
목성의 대기는 주로 수소(약 89%)와 헬륨(약 10%)으로 구성되어 있으며, 메탄, 암모니아, 수증기와 같은 미량의 다른 가스로 구성되어 있는 역동적 대기환경을 가지고 있습니다. 목성의 줄무늬는 구역(zone)과 벨트(belt)라고 불리는 뚜렷한 밝은 띠와 어두운 띠로 구분되며 최대 시속 400마일(약 644km/h)의 속도에 도달할 수 있는 강한 바람에 의해 형성됩니다. 목성의 대기 중 다른 유명한 특징은 대적점으로 불리우는 거대한 폭풍이 있습니다. 붉은 색조로 구별되는 이 고기압성 폭풍은 너무 커서 소용돌이치는 경계 내에서 수백 개의 지구를 감쌀 수 있을 정도입니다. 최소 350년 이상 된 것으로 추정되는 대적점은 최대 시속 430킬로미터(시속 270마일)에 달하는 강력한 바람이 특징입니다. 대적점은 최근 관측에 따르면 폭풍은 서서히 줄어들고 있지만 여전히 목성의 난류 대기의 대표적인 특징으로 남아 있습니다. 대적점의 생생한 색상은 더 깊은 층에서 휘어지는 복잡한 유기 분자와 화합물의 존재로 인해 목성의 신비와 매력을 더해주고 있습니다.
목성 주위의 위성
최소 92개의 위성을 가진 목성은 자체적으로 작은 태양계를 형성합니다. 그 중 갈릴레이에 의해 1610년 경에 처음 관측되었던 갈릴레이 위성 4개(이오, 유로파, 가니메데, 칼리스토)는 크기와 독특한 특성으로 인해 목성의 대표적인 위성으로 알려져 있습니다. 가장 안쪽에 있는 이오는 목성의 강력한 중력에 의해 수백 개의 화산이 형성된 태양계에서 가장 화산 활동이 활발한 위성으로 잦은 폭발로 인해 표면이 노란색, 주황색, 빨간색의 색깔을 띠고 있습니다. 얼음으로 뒤덮인 유로파는 얼음 지각 아래에 지하 바다가 존재할 가능성이 높기 때문에 외계 생명체를 찾는 데 유력한 후보입니다. 태양계에서 가장 큰 위성이자 수성보다 훨씬 큰 가니메데는 자체 자기장을 보유하고 있으며 표면 아래에 액체 바다가 숨겨져 있을 가능성이 있습니다. 갈릴레이 위성 중 가장 먼 칼리스토는 표면에 분화구가 있는데 이는 지질학적으로 활동이 없는 비활성 표면입니다. 최근 자기장 데이터를 확인 결과 지하에 바다가 존재할 수 있는 증거가 나타나고 있습니다.
결론
목성은 태양계에서 그 크기뿐만 아니라 구성, 역동적인 대기, 주위 위성으로 인해 주목을 받고 있습니다. 강력한 자기장, 강렬한 폭풍, 독특한 위성으로 인해 행성 형성과 더 넓은 우주에 대한 비밀을 연구하는 것이 목표가 되고 있으며 앞으로도 목성 탐사선을 통해 수집된 데이터로 목성의 비밀을 계속 풀어나갈 것입니다.