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목성

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작성자 선장쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 댓글 0건 조회 725회 작성일 01-04-05 17:29

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1.목성의 특징

■목성(木星)은 영어로는 Jupiter라하며 화성(Mars)보다 먼 곳에서 태양을 공전하고 있는 '외행성'의 하나이다.

■목성은 태양계에서 5번째 행성으로 가장 크다. 또한 목성은 다른 모든 행성을 합친 것 보다도 큰 질량을 갖고 있다. 목성의 질량은 1.9 x 1027 kg 이나 되며, 적도 둘레가 142,800킬로미터에 달한다.
목성은 태양이 되려다만 행성이다. 목성을 구성하고 있는 주성분은 수소와 헬륨으로 태양의 구성비와 아주 비슷하다. 그러나 질량이 부족하였기 때문에 태양처럼 핵융합을 일으키지 못하였다. 목성에서는 현재 16개의 위성이 발견되고 있다. 위성계의 성질은 태양계의 행성과 매우 흡사하여 '미니 태양계'라고도 불린다. 목성의 대기는 메탄과 에탄등 유기물의 재료가 되는 물질로 구성되고 있고 대기중에서는 번개가 치고 있다는 것도 알고 있다. 표면 온도는 -150도이고 태양으로부터 받는 열의 2배 이상의 열을 내부에서 방출하고 있다.
목성은 태양에서 다섯번째 가까이에 있고 태양계의행성들 중에서 가장 큰 행성입니다. 또 목성에는 줄무늬가 나타나는데 이것은목성이 매우 빠른 속도로 회전하고 있기 때문이다.

■물리적 특성
목성은 지구보다 무려 318배의 질량을 가지고 있고, 그 지름은 지구의 11배나 된다. 그리고 태양과의 평균 거리는 5.2 AU(1 AU는 지구-태양의 평균 거리)이며, 목성의 공전주기 즉 태양을 한번 도는데는 걸리는 시간은 12년이다.

■자전주기
자전주기는 9시간 55분으로 지구보다 거의 3배나 빨리 돌고 있다. 원심력이 크기 때문에 남북으로 납작하며 적도의 지름은 극의 지름 보다 6 %나 크다. 자전의 방향은 공전의 방향과 일치한다. 그리고 목성의 적도면과 공전면(즉 황도면)은 거의 일치되어있다.

■구성물질
목성을 구성하고 있는 물질은 수소가 76 %, 헬륨이 22 %이어서 태양의 성분과 유사하다. 태양의 일부분이 떨어져 나와서 행성이 된 것이라 생각할 수 있다. 그래서 밀도는 지구의 1/4에 불과하다.

■목성의 중심부에는 초고압에 의해 수소가 고체로 된 '금속수소'의 핵이 있다고 생각된다. 만일 목성이 훨씬 더 컸다면(10배 이상) 압력에 의한 중심부의 온도가 몇 천만도에 이르렀을 것이고 그렇다면 목성도 태양과 같은 항성으로 발전했을 가능성도 있다는 것이다.
전파 망원경에 의한 관측에 의하면 목성은 일정한 파장을 가지는 전파를 간헐적으로 발사하고 있다는 것이다. 이 전 파로 목성의 자전주기를 측정한 것이다. 전파의 원인에 대한 설명은 있으나 확실한 것은 알지 못한다.

■대적점
목성에서 제일 볼만한 것은 여러 색깔의 줄무늬를 만드는 표면의 구름층이다. 그 중에서 대적점(또는 대적반이라고 불림)은 정말 장관이다. 이것의 크기가 가장 클 때에는 지구 2-3개가 들어갈 정도이며, 인간이 목성 표면을 관측하기 시작한 300년 이전부터 계속 존재하였다.
탐사선들이 보내 온 사진들에서 구름의 운동을 면밀히 분석한 결과, 대적점은 반시계 방향으로 6일에 한번씩 회전하는 것으로 밝혀졌다. 그리고 대적점 위쪽에서 부는 바람은 동에서 서로, 아래쪽에서 부는 바람은 서에서 동으로 분다. 따라서, 대적점은 서로 반대 방향으로 움직이는 구름 표면에 생기는 소용돌이 현상이다.여기에서 생각해 볼 것은 태양에서 받는 에너지보다 목성 내부에서 나오는 복사 에너지가 더 많다는 것이다. 거의 2배에 달한다.
목성 내부에서 나오는 에너지는 생성 초기에 얻은 중력에너지로 생각이 된다. 지구처럼 암석으로 둘러싸인 중심부에서는 에너지가 밖으로 방출되기 어려우나, 목성에서는 쉽게 방출되므로 그 복사량이 태양에서 오는 양보다 더 많다.목성 내부에서 방출되는 에너지는 적외선 복사로 나오게 되며, 그걸 이용하여 구름층의 온도와 높이를 알 수 있다.적외선 촬영에서 밝게 보이는 부분은 온도가 높은 부분이다. 이것은 낮게 떠 있는 구름층으로 망원경으로 볼 때에는 푸른색으로 보인다. 구름은 색에 따라 온도와 떠 있는 높이가 다르다. 온도가 높고, 떠 있는 고도가 낮은 구름층부터 나열해 보면 푸른색, 노란색(갈색), 흰색, 붉은 색의 순이다. 붉은색 구름층은 적외선 사진에서는 검은색으로 나타나므로, 가장 높은 곳에 떠 있는 온도가 가장 낮은 구름층이라는 것을 알 수 있다.

■대적점은 고기압지역이다.
·지구에서도 공기의 흐름은 기압의 영향을 받는다. 만약 우리가 공기를 볼 수 있다면, 공기가 정상보다 더 많은 고기압 지역은 부풀어 보이고, 저기압 지역은 쑥 꺼져 보일 것이다.
·지구의 경우 공기의 흐름은 고기압에서 저기압으로 흘러가게 되는데, 공기의 흐름은 똑바로 나아가는 것이 아니라, 지구의 자전 운동때문에 휘어진다.
·북반구의 저기압 지역에서 는 반시계방향의 소용돌이가 불어 들어가고, 고기압 지역에서는 시계방향의 소용돌이(역선풍;반사이클론)가 불어 나온다. 그리고 남반구에서는 그 방향이 반대이다. 이러한 공기 흐름의 기본 틀은 자전하는 행성들에서는 모두 똑같다.이런 사실로 보아 목성의 남반구에서 6일만에 반시계방향으로 소용돌이치는 대적점은 역선풍이고 공기가 부푼 고기압지역임을 알 수 있다.대적점 아래에 흰 타원체들이 반시계방향으로 돌고 있는데, 이것도 고기압지역이며, 흰색이니까 둘째번으로 높은 구름층이다. 또, 북반구에서는 갈색 타원체들을 볼 수 있는데, 이들은 목성의 구름층에 구멍에 뚫려 아래층의 구름이 보이는 현상이다.
이 갈색 타원체는 1-2년 안에 소멸한다. 흰타원체는 50년 이상, 대적점은 300년 이상 생존했는데, 갈색 타원체는 비교적 빨리 죽는 편이다.

■목성의 고리
토성의 복잡한 고리 패턴과는 대조적으로 목성은 단 하나의 고리를 갖고 있으며, 그 고리는 거의 균일한 구조를 가지고 있다.
목성의 고리는 직경이 10미크론 보다 작은 먼지 입자들(담배 연기 입자 크기)로 구성되어 있는 것으로 추측된다. 외측 가장자리는 행성의 중심으로 부터 129,000킬로미터, 내측 가장자리는 30,000킬로미터 정도 된다. 고리의 궤도를 따라 공전하던 작은 달들이 운석의 폭격을 받아 고리의 기원이 된 것으로 보인다.
목성의 고리와 위성들은 이 행성의 자기장에 갇혀있는 전자와 이온으로 된 강한 방사능대에 위치한다. 이들 입자들과 장(field)은 목성 자기권(magnetosphere) 혹은 자기장 환경 을 구성하고 있는데, 태양쪽으로는 2-7백만 킬로미터 까지, 반대 방향으로는 7억 5천만 킬로미터로 거의 토성의 궤도까지 바람주머니(windsock)모양으로 펼쳐져 있다.

2.목성의 표면

목성의 표면은 지구나 달과는 달리 육지는 없고 액체수소의 바다를 이루고 있다. 그 위에 아주 짙은 대기가 덮고 있는데 수소, 메탄, 암모니아, 이산화탄소가 주류를 이루고 있으며, 표면에서의 압력은 지구의 대기압의 무려 200,000배나 된다.

3.목성의 대기

목성의 대기의 표면이 받은 태양열은 지구의 0.037에 불과하여 평균온도는 약 영하 120도 C이다.
망원경으로 관찰하면 적도에 평행한 여러 개의 줄 무늬를 볼 수 있는데, 이것은 목성 자전에 의한 맹렬한 대기의 이동 때문이며, 고체로 된 메탄이나 암모니아, 이산화탄소(드라이아이스)의 구름의 흐름이라 생각된다. 또 특이한 것은 지구의 크기보다도 큰 타원형의 길쭉한 붉은 색의 반점이 있다. 이것을 '대적반'이라 한다.
목성의 대기는 매우 두꺼운데, 아마도 이 행성 전체가 대기층으로 이루어졌으며, 주로 수소와 헬륨으로 이루어지고 소량의 메탄, 암모니아, 수증기 그리고 다른 화합물로 구성되어 있다.
목성의 깊은 곳에서는, 압력이 엄청나기 때문에 수소 원자들은 파괴되고 전자들이 해방되므로 수소 원자는 벌거벗은 양성자로 되어있을 것이다. 그 결과 수소는 금속성을 가지게 된다.
수평으로 나 있는 색띠들은 대기의 구름층과 목성의 역동적인 기상 현상으로 나타나는 폭풍때문에 나타난다.
지구에서의 극광(northern lights) 처럼 목성의 극 지방에서도 오로라(Aurora) 현상이 관찰된다. 오로라 현상은 이오(Io)로부터 흘러드는 물질과 관련이 있는 것으로 보이는데, 물질의 흐름이 목성의 자기장을 따라 나선형으로 회전하면서 목성의 대기권 속으로 빨려 들어가는 것으로 생각된다. 그리고 지구의 상층 대기권에서의 전광(superbolts)과 비슷한 현상이, 목성의 상층 구름의 위에서 관찰된다.



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