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태양계의 왕자, 목성(Jupiter)

  • 2015.03.30.
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태양계의 왕자 목성

 

태양계에 우리 말고 다른 생명체가 있다고 생각해보신 적 있으신가요?
천문학자들은 태양계 안에서 외계 생명체가 살고 있을 확률이 가장 높은 곳으로 목성과 그 위성들을 꼽았는데요.

오늘은 태양계에서 가장 큰 행성 목성에 대해서 알아보겠습니다.

 

◆ 태양계에서 가장 거대한 목성

태양계의 5번째 궤도를 돌고 있는 목성은 태양계에서 가장 거대한 행성입니다.

목성은 태양계 여덟 개 행성을 모두 합쳐 놓은 질량의 2/3 이상을 차지하고 지름이 약 14만 3,000km로 지구의 약 11배 정도 큰 행성입니다.

이 거대한 목성은 육안으로도 쉽게 발견할 수 있을 만큼 밝은데, 가장 밝을 때는 -2.5등급을 기록하기도 했습니다.
또한, 목성은 엷은 고리를 가지고 있으며 유명한 네 개의 갈릴레이 위성을 포함해 많은 위성을 지니고 있습니다.

 

가스로 차있는 목성

 

◆ 가스로 가득 차 있는 목성

목성의 대기는 주로 수소, 헬륨으로 이루어져 있으며 약간의 암모니아와 메탄이 존재합니다.
목성의 대기에서 가장 유명한 현상은 대적점인데요. 겉에서 보기에는 보통의 소용돌이처럼 보이지만 그 안은 매우 역동적입니다.

목성의 소용돌이라고 볼 수 있는 이 대적점은 타원 모습이며, 크기는 지구보다 훨씬 큽니다.
남반부에 있는 이 대적점은 반대 방향으로 움직이고 있는 두 개의 대기 띠 사이에 위치하고 있으며, 대적점 주위의 대기는 반시계 방향으로 순환합니다.

대적점 내의 풍속은 100m/s에 이릅니다.
엄청난 풍속임에 분명합니다.

 

목성의 표면 온도는 약 -148°C 정도로 극한의 환경입니다.
목성은 태양에서 받는 열보다 더 많은 열을 방출하는데, 이는 목성 내부에 열원이 있음을 말해줍니다.
그 열원은 행성이 형성될 때 행성 위에 붕괴되는 가스에서 방출되는 중력 에너지라 알려져 있습니다.

수소분자로 이루어진 목성의 지름은 14만 3,200km로 목성이 조금만 더 큰 천체였더라면 목성의 내부에서 핵반응이 일어나 제2의 태양이 되었을지도 모릅니다.

목성의 질량은 지구의 약 318배이고 부피는 지구의 약 1,400배나 되지만 태양과 비슷한 목성의 밀도는 지구의 약 1/4 정도밖에 되지 않습니다.

그 이유는 목성은 태양처럼 밀도가 낮은 수소와 헬륨으로 구성되어 있기 때문입니다.

 

◆ 목성에도 꼬리가?

고리가 토성에만 있는 것으로 알려져 있었으나 보이저 2호가 목성에서 고리를 발견한 것은 놀라운 일이었습니다.
토성보다 목성이 더 가까이 있는데도 지금까지 목성의 고리를 발견하지 못한 데에는 여러 가지 이유가 있습니다.

그 이유는 목성의 고리가 토성의 고리보다 얇고 밀도도 낮고 희미하기 때문인데요.
구성 물질은 적외선 관측을 통해 분석한 결과 작은 암석과 먼지로 구성되어 있습니다.

목성의 고리는 크게 세 부분으로 가장 안쪽의 뿌연 형태의 고리와 중간의 주 고리, 그리고 가장 바깥쪽의 얇고 희미한 고리로 나눌 수 있습니다.

이 고리들은 목성 지표면에서 약 22만km 떨어진 곳까지 분포하고 있는데요.
고리는 위성에 운석이 충돌할 때 발생하는 먼지에 의해 계속 채워지고 있습니다.

 

◆ 빠르게 움직이는 목성

목성은 태양계 내에서 가장 빠른 자전을 하며 그로 인해 적도지방이 불룩한 타원체로 볼 수 있는데요.
위에서 언급했듯이 목성은 대부분 기체로 이루어져 있으며, 이에 따라 태양처럼 차등자전을 합니다.

※차등자전이란?
한 천체 내에서 위치에 따라 자전주기가 달라지는 것으로 위치에 따라 자전주기가 달라지는 차등자전은 표면이 고체가 아닌 천체에서 흔히 볼 수 있는 현상입니다.

목성은 강력한 자기장을 가지고 있는데요.
지구의 자기장으로 인한 오로라현상 또한 목성에서도 관측이 되고 있습니다.

지상에서의 전파관측과 탐사선들의 관측결과 목성의 자기장의 크기는 지름이 약 3X1010m로 목성의 지름보다 약 210배 더 크고 태양보다 약 22배 더 크다고 밝혀졌습니다.

이는 지구에서 관측했을 때 달이나 태양의 4배 되는 크기입니다.
정말 강력한 자기장에 분명합니다.

 

목성을 탐사하다

 

◆ 목성을 탐사하다

첫 번째의 목성 탐사선은 파이오니어 10호와 11호로 이들은 1972년 3월 2일과 1973년 4월 5일에 각각 발사되어 1973년 12월과 다음 해 12월에 각각 목성에 도착해 탐사를 시작했는데요.

먼저 도착한 파이오니어 10호가 목성의 북극 상공 13만 6,000km를 지나가는 순간에 인류는 처음으로 목성의 북극을 보게 되었고 이오에 엷은 대기가 있음을 보게 되었습니다.

또한, 1979년 3월과 7월에 잇따라 보이저 1, 2호가 목성에 도착했는데 보이저 1호의 카메라들은 지구에서는 발견할 수 없었던 목성의 얇은 두 개의 고리를 발견하였으며, 이오가 활화산을 가지고 있다는 것을 처음으로 밝혀냈습니다.

최근 유럽우주기구(ESA)가 2022년에 목성 탐사선을 띄우는 작업에 본격 착수하게 되었는데요.
중량 5톤의 탐사선은 2030년 목성에 도착해 목성 자기권을 비롯해 빈약한 목성 고리들을 탐사할 예정이라고 합니다.

주스 호는 목성 궤도를 돌면서 목성의 다양한 위성들, 곧 화산활동이 활발한 이오, 얼음 위성 유로파, 암석-얼음 위성 가니메데와 칼리스토를 관찰할 것입니다.

 

사람들은 오래전부터 우주를 갈망했고 다른 생명체를 찾기 위해서 끊임없이 노력했습니다.

하지만 현재의 기술력으로는 태양계 이상의 행성에 우주탐사선을 보내는 일은 그렇게 쉽지 않습니다.

하지만 우주기술개발 발전을 위해서 끊임없이 투자한다면 언젠가는 목성의 내부 뿐만 아니라 태양계를 넘어서 다른은하를 탐사하는 날이 오지 않을까요?

 

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