[천문학] 신비한 별, 목성

  목성은 태양계의 다섯번 째 행성이자 가장 큰 행성이다. 밤 하늘에서 금성 다음으로 밝은 행성이며 -1.4에서 -2.8 등급까지 밝기 때문에 낮에도 가끔 관찰할 수 있다.

 목성의 명칭은 오행 중 하나인 나무 목(木)에서 유래되었다. 그 후 목성에서 목요일을 만들어 냈다. 유교권 국가에서는 '세성'이라고 부르기도 한다.

 목성은 매우 밝아서 서양에서는 로마 신화의 제우스를 따라 '주피터'라고 부르기도 한다.

 

 목성의 하늘은 질퍽한 얼음 구름으로 하늘을 덮고 있다고 천문학계에 보고되어 있으며, 성체는 수소 가스와 질퍽한 바다로 이루어져 있다.

 지구처럼 지면이라는 땅은 없고 대부분이 가스와 물로 구성되어 있어 밀도는 지구의 1/4밖에 되지 않는다.

 태양으로부터 거리는 약 7얼 7.833만km이며, 자전주기는 약 10시간 공전주기는 11.862년, 지구와 회합주기는 약 399일이다.

 그 크기는 지구 직경의 11배나 되며, 부피는 1,320배에 이른다.

 목성은 주로 수소와 약간의 헬륨가스로 되어 있으며, 높은 압력에 의해 더 무거운 원소로 구성된 고체 핵이 존재할 가능성이 있다.

 자전속도가 빨라 양극을 제외한 수천 곳의 끓는 물이 증발하여 구름 하늘을 형성하는데 구름이 같이 엉켜 성체를 덮고 있으나 위도에 따라 간격이 생겨 내부의 온난 기후가 외부의 찬 기후와의 마찰로 인해 폭풍이 여러곳에 일고 있으며, 적도 부분에는 원심력의 이탈력이 강하여 고리의 크기가 커서 양극 방향이 눌린 구의 형태로 보여진다. 외부 형태가 위도에 따라 여러 개의 띠로 분리된 것을 볼 수 있다.

 

 자전력이 빠르므로 위도 70~75도에서부터 띠가 엉키어 구름 하늘을 이루기 시작하여 적도선 근방은 높은 하늘을 이루고 있으며, 그 하늘 밑에의 기온은 더운 온도를 이루고 있을 것이다.

 목성은 다른 별과 달리 북극이 태양을 향하여 3도의 각도로 누워서 도는 관계로, 목성의 원심력으로 같이 엉켜있는 얼음구름 밖으로 이탈한 얼음은 태양의 원심력을 정면으로 받아 남쪽 하늘로 밀려가며 목성의 인력으로 남쪽 구름 하늘 위로 떨어질 것이다.

 

 남쪽에도 끓는 물이 여러 곳에 있어 구름하늘과 구 해변의 공간이 넓은 곳도 다분히 있을 것이며, 구름하늘 밑에는 구체의 열로 기온이 높아 해초나 생물이 있을 가능성이 크다.

 

 태양과의 거리관계로 구름 밑은 어두운 편이 많으나 자전이 빨라 북극 하늘 밑에는 지구의 깊은 해저에 사는 자기 능력으로 빛을 내는 동물과 같은 것들이 살고 있을 가능성이 크다.

 목성의 구조는 태양계에 있는 네 개의 가스 행성 중의 하나이며, 가스라는 말은 목성에 지구와 같은 표면의 토지가 없고 행성 자체가 끈적한 바다 모양이라고 짐작한다.

 

 목성의 크기는 태양계에서 가장 커서 적도 기준 지름은 142,984km에 이른다. 밀도는 가스 행성 중에서는 두 번째로 높지만 지구형 행성들에 비하면 낮은 편이다. 참고로, 가스 행성 중 밀도가 높은 천체는 해왕성이라 한다.

 목성의 대기는 조사 방법에 따라 아래와 같이 차이를 보이고 있다.

 분자량의 기준으로 봤을 때 약 88-01%의 수소와 9-12%의 헬륨가스로 이루어졌다 하며, 질량을 기준으로 하면 헬륨 원자는 수소원자의 약 4배 정도의 질량을 가지고 있기 때문에 그 구성은 수소 75%의 헬륨 24% 기타 1%로 바뀐다. 가장 바깥쪽 대기는 암모니아 결정체를 포함하고 있다.

 

 적외선과 자외선의 조사에 의해 벤젤과 탄화수소가 발견되었으며 목성의 내부는 약 71%의 수소 24%의 헬륨 5%의 규소 화합물 그리고 탄소 에탄, 황화수소, 네온, 산소, 포스핀, 황으로 구성되어 있다고 하며, 목성의 위성 수는 67개로 보는데 그 중 51개는 지름이 16km 이하의 작은 위성이며 1975년 이후에 발견되었다.

 가장 큰 네개의 위성은 갈릴레이 위성이라 하며 이오, 에우로파, 가니매데, 칼리스토이다. 이 위성들은 작은 망원경으로도 볼 수 있다고 한다.

 

 주 고리와 할로 고리는 위성 메티스와 아드라스테아 그리고 다른 미관측 물체로부터 고속 충돌의 결과로 방출된 먼지로 구성된다.

 

 고해상도의 영상이 2007년 2월과 3월에 뉴허라이즌스 우주선에 의해 입수되었는데, 여기에 의하면 주고리에 풍부한 미세 구조가 나타났다. 가시광선과 근적외선 영역에서 고리들은 중성이거나 푸른 할로 고리를 제외하면 붉은 색을 지닌다.

 고리 내의 먼지의 크기는 변하지만 단면의 면적은 할로를 제외하면 모든 고리 내에서 반경 약 15 마이크로의 비구형 입자에 대해 최대이다.

 할로 고리는 주로 미크론 이하의 먼지가 대부분이며, 고리 시스템의 전체 질량의(미관측 물체를 포함하여) 위성 아드라스테아와 비슷하다. 

 고리 시스템의 생성 시기는 알려지지 않았지만 목성의 외부 화력이 멈추고부터 형성하였을 것이다.