목성(Jupiter)

목성(Jupiter)

목성은 태양계에서 가장 부피가 크고 태양계의 8개 행성을 모두 합친 질량의 2/3을 차지하는 거대한 행성입니다. 어마어마한 목성의 크기와 질량, 내부구조, 표면 환경에 대해 알아보겠습니다.

 

목성의 크기와 질량

목성의 크기를 지구와 비교하자면 목성의 반지름은 지구의 11.2배에 가깝다. 부피는 지구 부피의 1300배가 넘고 질량은 318배 정도 된다. 위에 설명드린대로 목성의 질량은 다른 태양계 행성들을 합친 것보다 무겁다. 그래서 목성은 태양계에 속하는 천체들 중에서 태양 표면밖에 존재하는 유일한 행성이다. 태양 표면 바깥에 있는 점을 중심으로 공전할 수 있는 유일한 천체로 대략 태양 표면으로부터 50,000km 정도 떨어져 있다.

 

내부구조

목성은 내부 압력하에 액화가스맨틀과 지구와는 비교조차 되지 않을 만큼의 금속-암석 핵을 가지고 있다. 중력과 목성의 자기장은 모두 거대한 핵과 망통의 질량에서 나오는데 목성이 기체로 만들어졌다면 카이퍼 벨트에 넣어 얼지 않는다. 기체 행성은 기체만으로 구성된 행성이 아니라 기체가 많은 행성으로 거대한 대기를 포착할 수 있는 무거운 핵이 그 안에 있음을 의미한다. 일반적으로 하는 오해는 목성이 기체이고 내부 밀도가 점점 높아지는 특성으로 대기와 액체 평면 사이에 명확한 경계가 없다는 것이다. 어떤 물질이나 액체가 특정 밀도에 도달하면 입자 사이에 결합력과 장력을 갖는 질량이 형성되기 때문에 어떤 깊이 이상으로 들어가면 바다 표면은 지구 행성보다 훨씬 깊어야 한다. 따라서 목성은 다른 목성형 행성과 마찬가지로 시본적으로 기체구조이므로 표면에 착륙하지 않고 외부 대기인 수소해에서 시작된다. 목성의 내부 표면과 대부분이 기체로 구성돼 있지만 내부에 금속 핵이 존재하기 때문에 탐사선이 목성 내부로 끊임없이 추락하는 것이 불가능하다는 것이다. 주노 탐지기 관측에 의하면 목성의 핵은 위에서 보이는 구형이 아니라 기체와 고체형태이며 목성 지름의 절반도 지구 전체에 흩어져 있다. 지구의 질량의 10배에 달하는 초대형 행성과 충돌해 핵이 융합되면서 생기는 현상일 가능성이 높다.

 

표면 환경

행성 표면이 무엇인지 알려지지 않았지만 목성 내부의 엄청난 압력과 열로 인해 수소가 금속 수소로 구성되어 있는 것으로 추정된다. 물론 지구 내부에서는 태양과 우주를 볼 수 없지만, 자전 속도나 물질의 조성이 달라 구름의 흐름만 볼 수 있다. 이에 따라 남미 크기의 태풍과 번개가 초속 수백 미터의 속도로 끊임없이 충돌하면서 엄청난 압력과 열, 중력에 직면하더라도 환경이 순간적인 방사선에 노출될 것으로 예측됐다. 물론 지금까지 발견된 유기체 중 살아남을 수 있는 것은 없으며, 그러한 방사선을 극복하고 대기 폭풍을 막아도 수천 개의 택체 탄화수소가 존재한다. 수심은 최소 1만 km로 추정되지만 목성이 내륙으로 접근할수록 더 큰 압력을 받기 때문에 기술적 진보 ㅇ벗이는 목성 내부를 탐지하는 것이 불가능하다. 대부분의 대기 구성 요소는 수소와 헬륨이다. 이 바위의 핵 온도는 약 30,000도로 추정되며, 주노의 연구에 따르면 물은 목성 대기의 0.25%를 차지한다. 목성의 중력은 지구의 2.528배의 중력이 작용한다. 그래서 만약 우리가 목성에 간다면, 100kg의 살마들은 252kg이 나가게 된다.