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목성의 물리적 성질
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목성의 물리적 성질
대기
온도
목성의 대기는 주로 수소, 헬륨으로 이루어져 있으며 약간의 암모니아와 메탄이 존재한다. 그리고 목성의 모습을 보면 줄무늬가 보인다. 검은 줄무늬를 ‘띠(belt)’, 그리고 밝은 줄무늬를 대(zone)라고 부른다. 적외선 관측결과에 의하면 대는 띠보다 온도가 낮고, 따라서 더 높은 상층에 위치함을 알려준다. 그리고 대는 고압의 상승영역이고, 띠는 저압의 하강영역임을 제시해 준다. 목성의 대기에서 가장 유명한 현상은 대적반이다. 겉에서 보기에는 보통의 소용돌이처럼 보이지만 그 안은 매우 역동적이다.
목성의 표면(구름의 상단부분)온도는 약 -148°C정도 된다. 그리고 목성은 태양에서 받는 열보다 더 많은 열을 방출한다. 이는 목성 내부에 열원이 있음을 제시해주고 그 열원은 행성이 형성될 때 행성위에 붕괴되는 가스에서 방출되는 중력 에너지라 알려져 있다.
내부구조
수소분자로 이루어진 목성의 지름은 14만 3,200km로 목성이 조금만 더 큰 천체였더라면 목성의 내부에서 핵반응이 일어나 제 2의 태양이 되었을지도 모른다. 목성의 질량은 지구의 약 318배이고 부피는 지구의 약 1,400배나 되지만 태양의 밀도와 비슷한 목성의 밀도는 지구보다 낮은 지구의 약 1/4정도밖에 되지 않는다. 그 이유는 목성은 태양처럼 밀도가 낮은 수소와 헬륨으로 구성되어 있기 때문이다.
목성내부로 깊이 들어갈수록 일반적인 형태의 분자수소는 압축되어 결합이 파괴되고 궤도전자들이 원자 사이에 공유된다. 이는 금속의 형태와 매우 비슷하며, 대표적으로 수소가 그러하다. 수소의 이와 같은 상태는 실험실에서 기체에 충격파를 가하여 수천k의 온도와 수백만 기압의 압력을 만들어 확인하였다. 즉 목성의 가장 깊숙한 내부에는 얼음이나 암석으로 이루어진 핵이 존재하고, 그 위로 액체금속수소가 있고 그 위로 비균질(헬륨이 작은 물방울 형태로 존재하는 지역)지역, 수소분자지역 그리고 대기가 존재할 것이라 추정된다.
목성내부로 깊이 들어갈수록 일반적인 형태의 분자수소는 압축되어 결합이 파괴되고 궤도전자들이 원자 사이에 공유된다. 이는 금속의 형태와 매우 비슷하며, 대표적으로 수소가 그러하다. 수소의 이와 같은 상태는 실험실에서 기체에 충격파를 가하여 수천k의 온도와 수백만 기압의 압력을 만들어 확인하였다. 즉 목성의 가장 깊숙한 내부에는 얼음이나 암석으로 이루어진 핵이 존재하고, 그 위로 액체금속수소가 있고 그 위로 비균질(헬륨이 작은 물방울 형태로 존재하는 지역)지역, 수소분자지역 그리고 대기가 존재할 것이라 추정된다.
자전
목성은 태양계 내에서 가장 빠른 자전을 하며 그로 인해 적도지방이 불룩한 타원체로 볼 수 있다. 목성은 대부분 기체로 이루어져 있으며, 이에 따라 태양처럼 차등자전을 한다. 즉 적도에서 가장 빠르고 극지방에서 상대적으로 느린 자전을 한다. 적도부근에서는 9시간 50분 주기로 자전을 하며, 고위도에서는 9시간 55분 주기로 자전을 한다. 그리고 자전축은 3°가량 기울어져 있다.
궤도
목성은 태양으로부터 약 5.2AU(7억 8천만km) 떨어져서 공전을 하고 있다. 이심률은 0.048정도로 작은 편이고 공전주기는 11.862년(약 11년 10개월) 정도이다.
자기권
목성은 강력한 자기장을 가지고 있다. 지구의 자기장의 원인은 철과 니켈로 이루어진 용융상태의 핵이라고 알고 있다. 목성은 내부의 액체금속수소가 그 역할을 하고 있는 것으로 추정된다. 그리고 지구의 자기장으로 인한 오로라현상 또한 목성에서도 관측이 된다.
지상에서의 전파관측과 탐사선들의 관측결과 목성의 자기장의 크기는 지름이 약 3x1010m로 목성의 지름보다 약 210배 더 크고 태양보다 약 22배 더 크다. 이는 지구에서 관측했을 때 달이나 태양의 4배 되는 크기이다.
지상에서의 전파관측과 탐사선들의 관측결과 목성의 자기장의 크기는 지름이 약 3x1010m로 목성의 지름보다 약 210배 더 크고 태양보다 약 22배 더 크다. 이는 지구에서 관측했을 때 달이나 태양의 4배 되는 크기이다.
대적반
대적반(Great Red Spot:혹은 대적점)은 목성의 소용돌이라고 볼 수 있다. 이 대적반은 타원 모습이며, 크기는 지구 보다 훨씬 크다. 그리고 대적반 주위의 대기는 반시계방향으로 순환한다. 남반부에 있는 이 대적반은 반대방향으로 움직이고 있는 두 개의 대기 띠 사이에 위치하고 있다. 대적반 내의 풍속은 100m/s에 가까우며 매우 역동적이다.
목성의 고리
고리가 토성에만 있는 것으로 알려져 있었으나 보이저 2호가 목성에서 고리를 발견한 것은 놀라운 일이였다. 토성보다 목성이 더 가까이 있는데도 지금까지 목성의 고리를 발견하지 못한 데에는 여러 가지 이유가 있다. 그 이유는 목성의 고리가 토성의 고리보다 얇고 밀도도 낮고 희미하기 때문이다. 구성 물질은 적외선 관측을 통해 분석한 결과 작은 암석과 먼지로 밝혀졌다.
목성의 고리는 크게 세 부분으로 가장안쪽의 뿌연 형태의 고리와 중간의 주 고리, 그리고 가장 바깥쪽의 얇고 희미한 고리로 나눌 수 있다. 이 고리들은 목성지표면에서 약 22만km 떨어진 곳까지 분포하고 있다. 고리는 위성에 운석이 충돌할 때 발생하는 먼지에 의해 계속 채워지고 있다.
목성의 고리는 크게 세 부분으로 가장안쪽의 뿌연 형태의 고리와 중간의 주 고리, 그리고 가장 바깥쪽의 얇고 희미한 고리로 나눌 수 있다. 이 고리들은 목성지표면에서 약 22만km 떨어진 곳까지 분포하고 있다. 고리는 위성에 운석이 충돌할 때 발생하는 먼지에 의해 계속 채워지고 있다.
최종수정일
2020년 6월 1일