태양계의 왕자 목성

목성

태양계에서 다섯 번째 궤도를 도는 목성은 태양계에서 가장 큰 행성이다. 목성은 태양계 8개 행성 전체 질량의 3분의 2 이상을 차지하고 있으며 지름은 약 14만 3000km로 지구보다 약 11배 크다. 거대한 목성은 육안으로 쉽게 찾을 수 있을 정도로 밝지만 밝을 때는 -2.5등급을 기록했다. 목성은 또한 얇은 고리와 4개의 유명한 갈릴레오 위성을 포함한 많은 위성을 가지고 있다.

 

목성의 특징

목성의 대기는 주로 수소와 헬륨으로 이루어져 있으며 암모니아와 메탄도 있다. 그리고  목성의 모습을 보면  줄무늬가 눈에 보인다. 검은 줄무늬는 "띠"라고 불리고 밝은 줄무늬는 "대"라고 불린다. 적외선 관측 결과에 따르면 대 의 온도가 띠의 온도보다 낮기 때문에 더 높은 층에 위치한다. 또한 대 는 고기압 상승 지역을 나타내고, 띠는 저기압 하강 지역을 나타낸다. 목성의 대기에서 가장 유명한 현상은 대적점이다. 겉으로 보기에는  정상적인 소용돌이처럼 보이지만, 내부는 매우 역동적이다. 목성의 소용돌이로 추정되는 거대한 적 지점은 타원형으로 지구보다 훨씬 크다. 남반부의 큰 붉은 점은 반대 방향으로 움직이는 두 띠 사이에 위치하며, 큰 붉은 점 주위의 대는 시계 반대 방향으로 순환한다. 반대 지점 내의 풍속은 100m/s에 가깝다. 목성의 표면(구름의 윗부분) 온도는 약 -148°C이다. 목성은 태양으로부터 받는 것보다 더 많은 열을 방출하지만, 이것은 목성 내부에 열원이 있다는 것을 나타낸다. 열원은 행성에서 형성되면서 붕괴하는 기체에서 방출되는 중력 에너지라고 한다.

수소분자 목성의 지름은 143,200km인데 목성이 조금만 더 큰 몸이었다면 목성 내부에서 핵반응이 일어나 제2의 태양을 만들었을지도 모른다. 목성은 지구 질량의 약 318배, 지구 용적의 약 1400 배지만 태양과 닮은 목성의 밀도는 지구 밀도의 약 4분의 1에 불과하다. 그 이유는 목성이 태양처럼 밀도가 낮은 수소와 헬륨으로 이루어져 있기 때문이다.
목성 안쪽 깊숙히 들어가면서 분자 수소의 흔한 형태가 압축되어 결합이 파괴되고, 원자들 사이에 궤도 전자가 공유된다. 이는 금속의 모양과 비슷하며 수소가 대표적인 예다. 이러한 수소 상태는 실험실의 가스에 가해진 충격파로 확인되어 수천 K온도와 수백만 개의 압력 압력을 발생시켰다. 즉 목성 내부에 얼음과 바위의 핵이 있는 것으로 추정되는데, 그 위에 액체금속 수소(헬륨이 작은 물방울 형태인 곳), 수소 분자, 대기 등이 있다.

토성처럼  목성 주변의 고리들은 토성에만 있을 것 같았지만  보이저 2호가 목성에서 이 고리들을 발견했다는 것은 놀라운 일이었다. 목성이 토성보다 목성이 지구에 더 가까이 있었지만 목성의 고리는 찾을 수는 없었다. 그 이유는 목성의 고리가 토성 고리에 비해 얇고 밀도가 높기 때문이다. 적외선 관측을 통한 성분 분석 결과 작은 바위와 먼지로 나타났다.

 

목성의 고리

 

목성의 고리는 가장 안쪽의 얇은 고리, 가운데의 메인 고리, 바깥쪽의 얇은 고리 세 부분으로 나뉜다. 이 고리는 목성 표면에서 약 22만 킬로미터 떨어진 곳에 분포한다. 고리는 운석이 위성과 충돌할 때 발생하는 먼지로 가득 차 있다.

목성에는 4가지의 위성이있는데 그중 우리에게 가장 잘 알려진 위성은 갈릴레이이다 이름이 갈릴레 이인 이유는 1610년 갈릴레이가 자신이 직접 만든 망원경으로 제일 처음 관측했기 때문이다. 이외에도 목성은 이오, 유로파, 가니메데 등을 가지고 있다.

 

목성 탐사

 

근대 문명이 발전한 최근에는 목성 탐사를 위해 탐사선을 보냈는데 최초의 목성 탐사선은 1972년 3월 2일과 1973년 4월 5일에 각각 발사된 파이오니어 10호와 11호로 1973년 12월과 이듬해 12월 목성에 도착해 탐사를 시작했다. 피오니어 10호가 목성의 북극 상공 13만 6000km를 지나 처음 도착한 순간 인류는 목성의 북극을 처음 보고 황의 희박한 대기를 보았다. 이 탐사선들로부터 우리는 목성의 새로운 달을 포함한 몇 개의 사진 자료를 받았다.

보이저 1호와 보이저 2호는 1979년 3월과 7월 잇따라 목성에 도착했지만 보이저 1호의 카메라는 지구에서는 찾아볼 수 없는 얇은 목성의 두 고리를 감지해 어가 활화산을 보유하고 있다는 사실을 처음으로 밝혀냈다.

태양계 탐사선 율리시스는 1992년 2월 목성 대기 가장자리에 있는 37,500km 지점까지 접근하려 했다. 이 우주선의 목적은 태양의 바람과 자기장을 관측하여 태양계의 전체적인 모습을 파악하는 데 있으며, 목성을 탐색한 후 태양으로 되돌아갔다.

1989년 10월 18일, 목성 갈릴레오 우주선이 케네디 우주센터에서 발사되었고, 궤도 위성과 연구 차량으로 구성되어 있다. 갈릴레오는 1990년 2월 금성을 거쳐 1995년 12월 목성에 도착, 궤도에 진입해 1997년 10월까지 목성을 관측했다. 우주선은 낙하산으로 목성의 대기권에 진입해 69분간 임무를 수행했다. 갈릴레오의 목표는 목성 대기, 그 온도 분포, 구름과 위성 표면 특성, 황 화산 활동과 목성 고리에 대한 연구와 데이터 수집, 그리고 위성의 대기 온도, 밀도, 압력을 이해하는 것이다.