안녕하세요. 오늘은 목성에 대해서 알아볼께요.
목성은 태양계에서 가장 큰 행성이며, 수성, 금성, 지구, 화성, 토성, 천왕성, 해왕성과 함께 태양을 둘러싸고 있습니다.
목성은 자신의 태양계에서 가장 수성부터 화성까지의 행성들을 압도할 정도로 큽니다.
목성의 크기
목성은 가스 행성으로 큰 부피의 수소와 헬륨, 작은 양의 아마모니아, 메탄, 수산화탄소 등의 가스로 이루어져 있습니다. 목성의 지름은 대략 143,000 km이다. 이는 지구 지름의 약 11.2배이며, 목성의 부피는 지구 부피보다 1321배 큽니다. 목성은 태양을 중심으로 11.86년의 주기로 공전합니다. 목성은 수성, 금성, 지구와 같은 암석 행성과는 근본적으로 다릅니다. 이들 작은 행성은 내부에 암석으로 된 코어를 가지고 있습니다. 반면에 목성은 약 10% 정도의 물질이 모여져 있는 코어를 갖추고 있을 뿐 나머지는 가스로 된 대기로만 이루어져 있습니다.
목성의 구조
목성의 구조는 대략 동결점보다 170℃ 정도 높은 온도에서 유동성을 띤 대기층과 이 대기층을 지탱하는 얇은 암석 코어로 구분됩니다. 목성 대기층은 수소와 헬륨이 99% 이상을 차지합니다. 아마모니아, 메탄, 수산화탄소같은 다른 원소들도 존재하지만 전체량에서는 매우 작은 비중을 차지합니다. 목성의 대기층은 태양계에서 가장 뜨거운 대기층을 가지고 있습니다. 대기층의 온도는 -145℃에서 -108℃ 사이입니다. 목성 대기층은 강력한 기후학적 현상이 발생합니다. 목성의 북쪽과 남쪽 극 지역에는 매우 큰 회오리 바람이 있습니다. 여기는 목성에서 가장 암울한 지역으로 횟불, 지그만트 등의 이름으로 불리며 온도는 -193℃에 달합니다.
목성의 자기장은 강하고 규칙적입니다. 자기장은 지구 자기장보다 20배나 강합니다. 뿐만 아니라 목성은 아마도 태양계에서 가장 강한 고체 행성보다 자기장이 강합니다. 목성의 자기장은 이성적인 거리를 기록한 적도 있는데 이 거리는 650만 km에 이릅니다.
목성의 위성
목성은 많은 위성을 가지고 있습니다. 이 중 가장 유명한 것은 1)가나메데, 2)칼리스토, 3)유로파, 4)이오 등이 있습니다. 이 중에서 가나메데와 칼리스토는 태양계에서 가장 큰 위성으로 알려져 있습니다. 목성의 위성들은 매우 다양한 지형과 기후를 가집니다.
1)가나메데
가나메데는 지구에서 보이는 가장 큰 달 중 하나입니다. 가나메데는 목성의 위성 중 가장 큰 위성 중 하나로 태양계 내의 대형 위성 중에서도 순위권에 속합니다. 가나메데는 목성과의 거리가 가장 먼 곳에서 약 1,070,000 km 떨어져 있으며 목성의 중력에 영향받지 않는 자유로운 궤도를 가지고 있습니다. 가나메데의 지름은 5,262 km로 지구의 달보다 약간 큽니다.
이 지름은 태양계에서 감쪽같이 유일한 크기로 지구에서 3배 정도 더 큰 크기를 가진 목성과 비교하면 매우 작아 보입니다.
하지만 탐사선으로 가나메데를 직접 조사해본 결과 지구의 달과는 완전히 다른 특징을 가지고 있습니다. 가나메데는 바깥쪽부터 얼음으로 덮여 있습니다. 이어서 약 100km 정도의 암석층이 이어지고 그 아래에는 작고 압축된 암석 코어가 존재한다는 것이 밝혀졌습니다. 가나메데는 지구하늘에서 봤을 때 크게 보이는 해발 지대의 한 부분입니다. 이 지대는 목성으로부터 쏟아져 나오는 강력한 자기장과 교류하며 지구로 내린 중성 입자를 수집하고 있습니다.
가나메데는 다른 목성 위성들보다도 매우 평탄한 지형을 가지고 있습니다. 이는 대부분의 위성이 활동적인 화산 활동과 용암 흐름 등의 지질학적 프로세스로 인해 더욱 복잡한 지형을 가지는 반면 가나메데는 약 40% 이상의 면적이 산과 계곡 없이 매우 균일한 평지로 이루어져 있습니다. 하지만 가나메데에도 용암 흐름 등 지질학적 프로세스의 증거가 발견되었습니다. 가나메데의 지각학적 데이터를 분석한 결과 약 1억 년 전에 위성 내부에서 폭발적인 화산 활동이 있었다는 것이 분명해졌습니다. 이는 가나메데가 지난 수십억 년 동안 안정적인 상태를 유지하며 진화한 것이 아니라 그동안도 변화와 전이가 복잡하게 일어나고 있는 상태라는 것을 나타냅니다. 가나메데는 우주 탐사 사업의 주요 대상 중 하나이며 다양한 환경 요소에서 지구와는 다른 지구학적 현상이 일어나는 행성과 달 중에서 가장 재미있는 대상 중 하나이다.
2)칼리스토
칼리스토는 목성의 위성 중 가장 큰 네 번째 위성입니다. 지름은 4,821 km로 지구의 달보다 조금 더 큽니다. 태양계 내에서 가장 큰 위성 중 하나이며 태양계 내에서 이스트우드(Eastwood) 구간에서의 최고속도 경신을 달성한 37,000 km/h의 우주선이 탐사한 첫 번째 목성 위성입니다. 칼리스토는 가장 밝기가 낮은 목성의 위성 중 하나입니다. 표면은 진한 색을 띠며 이는 표면에 있는 질소와 이산화탄소가 어두운 물질과 상호작용해서 생기는 것으로 알려져 있습니다. 칼리스토는 지난 수십억 년 동안의 우주적 투쟁과 충돌로 형성된 큰 크레이터와 계곡, 끓어오르는 용암 바다, 입골, 산 등이 있는 다양한 지형을 가지고 있습니다.
칼리스토는 목성에서 가장 멀리 위치한 위성 중 하나이기 때문에 목성의 방사선 위치에서도 상대적으로 안전합니다. 하지만 칼리스토의 역사는 오래된 것으로 추정됩니다. 지난 수억 년 동안 충돌로 인해 칼리스토는 다양한 지형을 형성하게 되었으며 전문가들은 이러한 충돌 때문에 이 위성에 물이 존재하지 않기 때문에 생명체가 존재하는 가능성은 매우 낮다고 추정하고 있습니다.
칼리스토는 우주 탐사선이 최초로 조사한 목성의 위성 중 하나입니다. 1973년에 보낸 퓨너 인터페이스 탐사선은 이 위성의 표면을 처음으로 찍어냈습니다. 이후에도 다양한 탐사 기술들을 이용해 칼리스토를 연구하고자 하는 시도가 계속 이어져 왔습니다. 예를 들어 NASA의 갈릴레오 탐사선은 목성을 탐사하는 동안 3년간 목성의 위성 중 하나인 칼리스토를 조사했습니다. 이용 가능한 기술에서 가장 큰 성과 중 하나는 칼리스토의 표면 지형을 3차원 지도로 만든 것입니다. 이렇게 만들어진 지도는 칼리스토의 지형을 이해하는 데 큰 도움을 주었으며 이 지도를 분석하고 뒤에서부터 연구하는 데 이용한 데이터들은 목성의 위성들과 자각하는 시선을 달리할 수 있는 좋은 출발점을 제공하고 있습니다.
3)유로파
유로파는 목성의 최대 위성 중 하나로 지구의 크기보다 약간 작은 크기를 가집니다. 유로파는 목성의 중력이 다른 위성에 비해 작을 뿐이지만 이 위성의 표면은 특별한 지질학적 특징으로 가득 차 있습니다. 유로파는 약 2000만년 전에 발생한 대형 충돌에 의해 형성되었으며 내부에서 열이 방출되면서 그 표면에 유리같은 얼음 층이 형성되었습니다. 이 얼음 층은 유로파에 깊숙하게 존재하는 바위층 아래에서 압력과 열로 인해 용융과 고체 상태를 반복하며 암석, 빙산, 바위, 물, 뼈, 유전체 그리고 다양한 유기 화학물질을 함유한 자료로 구성되어 있습니다.
그러나 유로파의 유명한 특징 중 하나는 얼음층 아래의 바다입니다. 이 바다는 우리가 알고 있는 물과는 다른 성질의 액체 수소로 이루어져 있으며 그 안에는 신비로운 빛깔과 생명체의 가능성이 있기도 합니다. 이 밖에도 유로파는 강한 전자 배치를 가지고 있을 뿐만 아니라 목성의 강력한 중력에 의해 긴 타이드 늑대 현상과 각종 지질적 프로세스가 발생하는 등 가치 있는 탐사 대상 중 하나로 인식되고 있습니다.
4)이오
이오는 목성의 네 번째 위성으로 지름은 지구의 달보다 약간 큽니다. 이오는 태양계 내에서 가장 활동적인 천체 중 하나로 활동적인 화산 활동과 용암 흐름이 지속적으로 발생합니다. 이오의 지표는 붉은 타격을 입은 바위들과 활동적인 화산에서 나오는 산성 유황을 포함한 다양한 자연 현상의 조합입니다. 이오의 화산 분출물과 각종 지질 활동은 대기권이 거의 없는 지구와는 달리 매우 높은 속도의 이온화된 입자와 폭발력을 일으키는 자기장의 영향으로 달라져 있습니다. 또한 이오는 목성의 중력과 타이드 힘의 영향으로 표면이 길쭉하게 변형되고 있습니다. 이러한 지형학적 주요 요인은 이오가 태양에서 가장 가까운 위치에 있을 때에도 변하지 않습니다.
그 밖에 이오에는 수 천 개의 작은 화산 및 용암 폭발과 같은 지질학적 이상현상이 포함되어 있는 것으로 추정되고 있습니다. 이러한 지질 현상은 낮은 질소 농도와 균일한 표면 및 지구의 달과 유사한 일구 모양의 크레이터가 있으며 대부분 석회암 형태의 암석 모양으로 추정됩니다. 이오는 우주 탐사의 주요 대상 중 하나이며 지구에서 처음으로 발견된 목성의 위성 중 하나이기도 합니다. 이오는 현재까지 NASA의 갈릴레오 탐사선, 유럽 우주 기구(ESA)의 Galileo-Orbiter 등 많은 탐사선들에 의해 조사되어 왔습니다. 특히 갈릴레오 탐사선은 이오에서 1995년부터 2003년까지 활동을 수행하면서 많은 수의 이오의 화산 분출물을 조사하고 이오의 지구적 조건과 대기질 변수를 상세하게 분석했습니다. 이를 통해 이오의 지질 학적 구조나 생명체 가능성 등 다양한 이온화 연구를 하고 이항생식, 수소산, 물, 자기장 등의 자체 특성을 조사할 수 있게 되었습니다.
목성의 특징
목성의 특징 중 하나는 잘 모르고 있는 것이 많다는 것입니다. 이 행성의 특징 중 하나는 수소에 대한 것입니다. 목성에 가까이 다가가면 이 행성이 유독 강한 방사능을 내뿜는 불안정한 요소인 것으로 밝혀졌습니다. 또한 목성은 가스 행성이므로 내부에 암석형태의 코어가 있는지에 대한 의문이 남아있습니다. 최근의 연구들은 과학자들이 가스 행성의 내부 구조에 대해 정확하게 파악하지 못하고 있는 것으로 나타났습니다. 이처럼 목성은 여전히 우주 연구의 주요 대상 중 하나입니다. 수많은 우주 탐사선과 위성이 이 행성의 탐사를 계속하고 있으며, 새로운 정보들을 계속해서 발견하고 있습니다.
오늘은 목성에 대해서 알아보았습니다. 태풍이 오고 있다니 태풍조심하시고 피해가 없기를 바랍니다.
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