목성

목성은 태양계에서 가장 큰 행성으로, 수소와 헬륨으로 이루어진 거대 가스 행성이에요. 지구보다 큰 폭풍 대적점과 90개가 넘는 위성을 거느리고 있어요.

어떤 행성인가요

목성은 태양에서 다섯 번째 행성으로, 평균 약 5.2 AU 떨어진 곳을 약 11.9년에 한 바퀴씩 돌아요. 적도 지름이 약 142,984 km로 지구의 11배가 넘고, 부피로는 지구가 1,300개 넘게 들어갈 수 있어요. 질량은 나머지 행성을 모두 합친 것의 두 배가 넘어요.

목성은 단단한 땅이 없는 거대 가스 행성이에요. 대부분 수소와 헬륨으로 이루어져 있어서 성분만 보면 태양과 비슷해요. 안으로 들어갈수록 압력이 엄청나게 높아져서, 깊은 곳의 수소는 금속처럼 전기가 통하는 상태로 존재한다고 여겨져요. 이 금속 수소층이 빠르게 돌면서 태양계 행성 가운데 가장 강력한 자기장을 만들어 내요. 중심에는 무거운 원소로 된 핵이 있다고 생각되는데, 주노 탐사선의 관측에서는 이 핵이 뚜렷한 경계 없이 흐릿하게 퍼져 있을 가능성이 제기됐어요.

목성은 행성 가운데 자전이 가장 빨라서 하루가 약 9시간 56분밖에 되지 않아요. 빠르게 돌다 보니 적도 쪽이 눈에 띄게 불룩해요. 구름 꼭대기에서 잰 중력은 지구의 약 2.5배예요.

대기와 날씨

망원경으로 목성을 보면 가로 줄무늬가 보여요. 밝은 부분은 존(zone), 어두운 부분은 벨트(belt)라고 부르는데, 서로 반대 방향으로 부는 강한 제트 기류가 구름을 길게 늘어뜨려 생긴 모습이에요. 구름은 암모니아 얼음, 황화수소암모늄, 물 등으로 된 여러 층으로 이루어져 있다고 여겨지며, 구름 꼭대기의 평균 기온은 약 영하 110°C예요.

목성에서 가장 유명한 것은 대적점이에요. 적도 남쪽에 있는 거대한 붉은 소용돌이로, 지구보다도 큰 고기압성 폭풍이에요. 적어도 1800년대부터 꾸준히 관측돼 왔을 만큼 오래 이어지고 있지만, 최근 수십 년 동안은 크기가 점점 줄어드는 모습이 관찰되고 있어요.

목성의 극지방에서는 여러 개의 소용돌이가 다각형처럼 모여 있는 모습이 주노 탐사선에 포착됐고, 지구보다 훨씬 강력한 오로라와 번개도 관측돼요. 목성은 태양에서 받는 것보다 더 많은 열을 내부에서 내보내고 있어서, 이 열도 날씨를 움직이는 원동력이 돼요.

위성과 고리

목성은 2025년 기준 90개가 넘는 위성을 거느리고 있어요. 대부분은 지름 수 km 정도의 작은 천체지만, 1610년 갈릴레오 갈릴레이가 망원경으로 발견한 네 개의 큰 위성은 하나하나가 작은 행성 못지않아요. 이들을 갈릴레이 위성이라고 불러요.

• 이오: 태양계에서 화산 활동이 가장 활발한 천체예요. 목성과 이웃 위성들의 중력이 이오를 주무르면서 생긴 열로 수백 개의 화산이 유황과 용암을 뿜어내요.
• 유로파: 매끈한 얼음 껍질 아래에 짠 바다가 숨어 있을 것으로 여겨져요. 지구 밖에서 생명이 살 수 있는 환경을 찾을 때 가장 먼저 꼽히는 곳 가운데 하나예요.
• 가니메데: 지름 약 5,268 km로 태양계에서 가장 큰 위성이에요. 행성인 수성보다도 크고, 위성 가운데 유일하게 자체 자기장을 가지고 있어요.
• 칼리스토: 표면이 충돌구로 빽빽하게 덮인, 아주 오래된 얼굴을 가진 위성이에요.

목성에도 고리가 있어요. 1979년 보이저 1호가 발견했는데, 주로 작은 위성에서 떨어져 나온 미세한 먼지로 이루어져 있어서 토성의 고리처럼 밝지 않고 매우 희미해요.

탐사 이야기

• 파이어니어 10호·11호(미국, 1973·1974년 근접 비행): 소행성대를 지나 처음으로 목성에 다가가, 목성 주변의 방사선이 매우 강하다는 것을 확인했어요.
• 보이저 1호·2호(미국, 1979년 근접 비행): 목성의 고리와 이오의 화산 활동을 발견하고, 대적점과 위성들의 모습을 생생한 사진으로 보여 줬어요.
• 갈릴레오(미국, 1995~2003년): 목성 궤도를 돈 첫 탐사선이에요. 대기 속으로 탐사 기구를 떨어뜨려 직접 측정했고, 유로파의 지하 바다를 시사하는 증거를 찾았어요. 임무 막바지에는 위성들을 오염시키지 않도록 목성 대기로 뛰어들었어요.
• 주노(미국, 2016년 궤도 진입): 극지방 위를 지나는 길쭉한 궤도를 돌며 목성의 내부 구조, 자기장, 극지방의 소용돌이와 오로라를 자세히 조사했어요.

토성으로 가던 카시니(2000년)와 명왕성으로 가던 뉴호라이즌스(2007년)도 목성 곁을 지나며 관측했어요. 1994년에는 슈메이커-레비 9 혜성의 조각들이 목성에 차례로 부딪히는 장면이 관측돼 큰 화제가 됐어요. 2023년에는 유럽의 주스(JUICE), 2024년에는 미국의 유로파 클리퍼가 발사되어 목성의 얼음 위성들을 향해 날아가고 있어요.

재미있는 사실

• 목성은 태양계 행성 가운데 하루가 가장 짧아요. 10시간이 채 안 돼서 한 바퀴를 돌아요.
• 목성과 태양의 공통 질량 중심은 태양 표면보다 조금 바깥에 있어요. 엄밀히 말하면 태양과 목성이 함께 그 점을 중심으로 돌고 있는 셈이에요.
• 목성은 대부분의 시기에 금성 다음으로 밝게 빛나는 행성이라 맨눈으로도 쉽게 찾을 수 있어요. 쌍안경으로 보면 갈릴레이 위성 몇 개가 작은 점으로 보여요.
• 목성의 자기권은 엄청나게 커서, 만약 맨눈으로 볼 수 있다면 밤하늘에서 보름달보다 크게 보일 거예요.

Planetica에서 보기

태양계 보기 모드에서 목성은 화성 바깥, 다섯 번째 궤도에 나타나요. 위치는 J2000 궤도 요소로 계산한 오늘 날짜의 실제 위치지만, 한 바퀴에 약 12년이 걸리기 때문에 며칠 사이에는 거의 움직이지 않는 것처럼 보여요. 몇 달 간격으로 다시 들어와 보면 조금씩 자리를 옮긴 것을 확인할 수 있어요.

목성을 골라 가까이 날아가면 압도적인 크기를 실감할 수 있어요. 주변에는 실제 위성들을 근사해 표현한 위성들이 함께 도는데, 잘 보이도록 실제 비율보다 크게 그려져요. 크기, 중력, 하루 길이, 자전축 기울기, 평균 기온, 공전 주기는 실제 값을 바탕으로 해요.

행성의 표면 무늬는 Planetica의 행성 생성기가 행성 유형에 맞춰 만든 모습이에요. 실제 목성의 구름 지도나 대적점의 정확한 위치를 보여 주는 것은 아니니 참고해 주세요.

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