스크랩 지구) 목성

[하늘빛푸른비]

목성

:목성은 영어로는 Jupiter라하며 화성보다 먼 곳에서 태양을 공전하고 있는 '외행성'의 하나이다. 행성들 가운데서 가장 덩치가 큰 것으로 지구보다 무려 318배의 질량을 가지고 있고, 그 지름은 지구의 11배나 된다. 태양과의 평균 거리는 5.2 AU(1 AU는 지구-태양의 평균 거리)이며, 태양으로부터 5번째의 행성이며, 그 공전주기 즉 태양을 한번 도는데는 12년이 걸린다.
자전주기는 9시간 55분으로 지구보다 거의 3배나 빨리 돌고 있다. 원심력이 크기 때문에 남북으로 납작하며 적도의 지름은 극의 지름 보다 6 %나 크다. 자전의 방향은 공전의 방향과 일치한다. 그리고 목성의 적도면과 공전면(즉 황도면)은 거의 일치되어있다.
목성을 구성하고 있는 물질은 수소가 76 %, 헬륨이 22 %이어서 태양의 성분과 유사하다. 태양의 일부분이 떨어져 나와서 행성이 된 것이라 생각할 수 있다. 그래서 밀도는 지구의 1/4에 불과하다. 목성의 표면은 지구나 달과는 달리 육지는 없고 액체수소의 바다를 이루고 있다.
목성의 중심부에는 초고압에 의해 수소가 고체로 된 '금속수소'의 핵이 있다고 생각된다. 만일 목성이 훨씬 더 컸다면(10배 이상) 압력에 의한 중심부의 온도가 몇 천만도에 이르렀을 것이고 그렇다면 목성도 태양과 같은 항성으로 발전했을 가능성도 있다는 것이다.
1977년 미국이 발사한 2 개의 'Voyager'우주선은 목성, 토성, 천왕성, 해왕성의 근처를 통과하면서 이들 행성의 생생한 영상을 많이 보내와서 목성에 대한 지식은 풍부해졌다. 목성에 대한 특이한 발견은 목성에도 희미하지만 2 개의 고리가 있다는 것이다.

목성의 표면

목성의 표면은 액체수소의 바다이고 그 위에 아주 짙은 대기가 덮고 있는데 수소, 메탄, 암모니아, 이산화탄소가 주류를 이루고 있으며, 표면에서의 압력은 지구의 대기압의 무려 200,000배나 된다. 목성의 대기의 표면이 받은 태양열은 지구의 0.037에 불과하여 평균온도는 약 영하 120도 C이다.
망원경으로 관찰하면 적도에 평행한 여러 개의 줄 무늬를 볼 수 있는데, 이것은 목성 자전에 의한 맹렬한 대기의 이동 때문이며, 고체로 된 메탄이나 암모니아, 이산화탄소(드라이아이스)의 구름의 흐름이라 생각된다. 또 특이한 것은 지구의 크기보다도 큰 타원형의 길쭉한 붉은 색의 반점이 있다. 이것을 '대적반'이라 한다.
이상한 것은 전파 망원경에 의한 관측에 의하면 목성은 일정한 파장을 가지는 전파를 간헐적으로 발사하고 있다는 것이다. 이 전 파로 목성의 자전주기를 측정한 것이다. 전파의 원인에 대한 설명은 있으나 확실한 것은 알지 못한다. 

목성의 구름과 대기
: 목성에서 제일 볼만한 것은 여러 색깔의 줄무늬를 만드는 표면의 구름층이다. 그 중에서 대적점(또는 대적반이라고 불림)은 정말 장관이다. 이것의 크기가 가장 클 때에는 지구 2-3개가 들어갈 정도이며, 인간이 목성 표면을 관측하기 시작한 300년 이전부터 계속 존재하였다.
탐사선들이 보내 온 사진들에서 구름의 운동을 면밀히 분석한 결과, 대적점은 반시계 방향으로 6일에 한번씩 회전하는 것으로 밝혀 졌다. 그리고 대적점 위쪽에서 부는 바람은 동에서 서로, 아래쪽에서 부는 바람은 서에서 동으로 분다. 따라서, 대적점은 서로 반대 방향으로 움직이는 구름 표면에 생기는 소용돌이 현상이다.
여기서 한가지 짚고 넘어갈 것이 있다. 그건 태양에서 받는 에너지보다 목성 내부에서 나오는 복사 에너지가 더 많다는 것이다. 거의 2배에 달한다. 목성 내부에서 나오는 에너지는 생성 초기에 얻은 중력에너지로 생각이 된다. 지구처럼 암석으로 둘러싸인 중심부에서는 에너지가 밖으로 방출되기 어려우나, 목성에서는 쉽게 방출되므로 그 복사량이 태양에서 오는 양보다 더 많다.목성 내부에서 방출되는 에너지는 적외선 복사로 나오게 되며, 그걸 이용하여 구름층의 온도와 높이를 알 수 있다.
적외선 촬영에서 밝게 보이는 부분은 온도가 높은 부분이다. 이것은 낮게 떠 있는 구름층으로 망원경으로 볼 때에는 푸른색으로 보인다. 구름은 색에 따라 온도와 떠 있는 높이가 다르다. 온도가 높고, 떠 있는 고도가 낮은 구름층부터 나열해 보면 푸른색, 노란색(갈색), 흰색, 붉은 색의 순이다. 붉은색 구름층은 적외선 사진에서는 검은색으로 나타나므로, 가장 높은 곳에 떠 있는 온도가 가장 낮은 구름층이라는 것을 알 수 있다.

목성의 오로라
:이들 허블 사진들은 목성에서 방출되는 오로라가 변하는 모습이 나타나 있으며, 방출 고리 바로 밖에 있는 작은 오로라 점이 화산 활동을 하는 위성인 이오와 어떻게 연결되는지 보여주고 있다. 윗쪽 사진의 빛나는 집접은 이오로 부터의 방출 때문에 나타나는 것이다. 왼쪽의 사진은 이오와 목성이 선속관라고 불리우는 대전 입자의 눈에 보이지 않는 흐름을 통해 어떻게 연결되고 있는지를 보여준다. 이오의 화산 분출로 방출된 입자는 이오를 꿰뚫고 지나가는 목성의 자기력선을 따라 행성의 북극과 남극으로 흐른다.

목성의 고리

: 토성의 복잡한 고리 패턴과는 대조적으로 목성은 단 하나의 고리를 갖고 있으며, 그 고리는 거의 균일한 구조를 가지고 있다. 목성의 고리는 직경이 10미크론 보다 작은 먼지 입자들 담배 연기 입자 크기)로 구성되어 있는 것으로 추측된다. 외측 가장자리는 행성의 중심으로 부터 129,000킬로미터, 내측 가장자리는 30,000킬로미터 정도 된다. 고리의 궤도를 따라 공전하던 작은 달들이 운석의 폭격을 받아 고리의 기원이 된 것으로 보인다. 목성의 고리와 위성들은 이 행성의 자기장에 갇혀있는 전자와 이온으로 된 강한 방사능대에 위치한다. 이들 입자들과 장은 목성 자기권 혹은 자기장 환경 을 구성하고 있는데, 태양쪽으로는 2-7백만 킬로미터 까지, 반대 방향으로는 7억 5천만 킬로미터로 거의 토성의 궤도까지 바람주머니모양으로 펼쳐져 있다.