목성의 구성, 목성의 대적반, 목성의 위성

목성(Jupiter)

 

1. 목성의 구성

소행성대 바로 옆에 태양으로부터 5AU 떨어진 곳에는 태양계의 다섯 번째 행성인 목성(Jupiter)이 있습니다.

목성은 태양계에서 가장 큰 행성으로 지름이 86.881마일이고, 그 부피가 지구의 약 1,400배입니다.

대부분 수소와 헬륨으로 구성되어 가스 거인이라고 불립니다.

작고 바위가 많은 수성, 금성, 지구, 화성과 같은 내행성들 과는 달리, 목성과 같은 외행성들은 크고 대부분 가스로 이루어져 있습니다.

목성은 수소와 헬륨이 99%로 구성되어 있으며, 나머지 1%는 메탄, 암모니아 및 수증기와 같은 다른 원소로 구성됩니다.

천문학자들은 목성 내부에 단단한 암석과 철로 구성된 작은 핵이 있다고 추측합니다. 이 핵은 액체 금속 수소의 바다로 둘러싸여 있는데, 이것은 또한 엄청난 가스 대기로 둘러싸여 있습니다. 행성 내부의 높은 고압 조건으로 액체 금속 수소는 금속 수소는 금속처럼 행동하여 지구보다 20,000배 더 강한 자기장을 생성합니다. 목성에서의 강한 자기장은 근처 위성이나 그 지역을 통과하는 우주선에 위험을 줄 수 있는 강력한 방사선을 방출하기도 합니다.

이런 위험에도 목성의 자기장은 태양계 밖으로부터 오는 여러 우주 광선 및 고에너지 입자로부터 태양계를 보호하는 장벽을 만들어 내행성들에 도달하는 것을 방지하는 좋은 이점도 있습니다.

또한 목성의 강한 중력은 내행성으로 향하는 소행성들을 끌어들여 소행성과의 충돌로부터 내행성을 보호하는 역할도 합니다. 

목성의 대기는 주로 수소와 헬륨 기체로 이루어져 있으며, 이 기체들은 태양과 같은 항성을 구성하는 기본 원소입니다.

그래서 목성을 연구하는 과학자들은 태양을 만들어냈던 초기 원시 성운에서 목성이 탄생했다고 추정합니다. 

만약 목성의 크기가 지금보다 80배 정도 더 컸다면, 핵반응을 일으켜 우리 태양계에서 태양 다음으로 두 번째 항성이 되었을 것입니다. 

 

 

2. 목성의 대적반(대적점)

목성의 대적점은 지구 크기의 두 배에 달하는 거대한 고기압성 폭풍입니다.

이 대적점은 17세기부터 관측되었습니다. 시속 400마일의 속도에 강한 바람이 불며, 최소 350년간 재해 왔습니다.

목성의 가장 큰 특징이기도 한 이 대적점은 약 6일 주기로 반시계 방향으로 회전하며, 시간이 지남에 따라 모양과 크기가 변화합니다. 최초 관측 후 계속해서 크기가 줄어들었고, 모양도 점점 더 원형으로 변하고 있습니다.

이 대적점이 붉은색으로 보이는 것은 목성 대기의 화학 물질과 태양 복사의 상호 작용으로 인해 발생하는 것으로 추측합니다. 대적점의 발생 원인은 아직 많은 것들이 미스터리로 남아있지만, 여러 가설 중 하나는 이 폭풍이 목성의 내부에서 상승하는 열로 인해 발생한다고 추측하고, 또 다른 가설은 행성의 자전과 다른 대기 특징과의 상호 작용에 의해 발생한다고 주장합니다. 

대적점을 연구하는 과학자들의 최근 연구에 따르면 대적점의 바깥쪽 가장자리는 그 중심보다 빠르게 움직이며, 폭풍의 순환은 역학에 기여하는 더 작은 소용돌이로 구성되어 있다고 합니다.

또한 적외선과 자외선을 이용한 관측 결과 대적점은 주변 대기보다 훨씬 더 차갑다는 것이 밝혀졌는데, 이는 행성 내부에서 더 차가운 가스가 용승하여 발생한 것 수 있음을 나타냅니다.

대적점과 같은 폭풍들은 거대 행성의 난류성 대기에서 많이 발생합니다, 목성 또한 대적점보다 크기가 작은 갈색 및 백색의 폭풍들도 몇 개 가지고 있습니다. 보통 백색 폭풍은 차가운 상승부 대기의 구름을 포함하는 경우가 있으며, 갈색 폭풍은 따뜻한 보통의 구름에 위치해 있습니다. 이런 폭풍들은 몇 시간 정도 짧게 지속되기도 하고 길게는 대적점과 같이 수 세기까지 지속될 수 있습니다. 

 

3. 목성의 위성

태양계에서 가장 큰 행성인 목성은 가장 큰 형님답게 지금까지 알려진 정보로 총 79개의 위성을 가지고 있습니다.

태양계에서 가장 많은 위성을 가진 행성입니다.

목성의 위성 중 이오, 유로파, 가니메데, 칼리스토는 가장 대표적인 위성이며, 그 크기는 수성과 유사합니다.

이 위성들은 1620년에 갈릴레오 갈릴레이에 의해서 발견되었는데 그의 이름을 따서 갈릴레이 위성이라고 부르기도 합니다.

다음은 이 4개의 위성들에 대해서 알아보겠습니다.

이오는 400개 이상의 우리 태양계에서 가장 활발한 활화산으로 이루어진 위성입니다. 수많은 용암류가 표면을 덮고 있으며, 바위투성이 위성입니다.

지름은 3,642km으로 태양계에서 네 번째로 큰 위성이며, 목성의 위성 중 세 번째로 큰 위성입니다.

화산 활동은 목성의 중력으로 인한 조석력에 발생되며, 이 힘에 의해 위성 내부가 구부러지고 수축하며 열이 발생합니다. 

이 열은 표면의 화산 활동을 통해 방출됩니다.

유로파는 얼음 표면과 지하 바다가 있을 것으로 추정되는 위성으로 목성의 위성 중 여섯 번째로 목성에 가까우며, 태양계의 모든 위성 중에서는 여섯 번째로 큽니다. 최근 관측에 의하면 유로파 표면에서 분출하는 염분을 포함한 수증기 기둥이 관측돼 지하 바다의 존재에 대한 가능성을 상당히 높였습니다. 유로파의 바다는 지구의 바다 부피의 두 배 이상으로 생각되며, 생명체가 존재할 가능성도 있다고 추측합니다.

가니메데는 태양계에서 가장 큰 위성으로 이 크기는 수성보다 더 크고, 가장 밝습니다.

공전 주기는 7일이며, 지각 활동과 표면에 충돌 분화구가 있는 복잡한 지질학을 가지고 있습니다.

가장 큰 특징은 목성의 자기장과 상호 작용하여 대기에 오로라를 생성하는 자기장을 가지고 있다는 것입니다.

마지막으로 칼리스토는 목성의 가장 큰 4개의 위성 중 가장 바깥쪽에 위치하며, 가장 오래된 것으로 추측합니다.

칼리스토의 지름은 4,821km이며, 수성의 크기와 비슷하지만, 질량은 3분의 1밖에 되지 않습니다.

표면은 많은 충돌 분화구를 가지고 있으며, 두꺼운 얼음층으로 덮여 있어 유로파와 유사한 지하 바다를 가지고 있을 수 있다고 추측합니다.     

 

갈릴레이 위성