목성에 대해 알아보자 목성의 위성, 고리 등

목성에 대해 알아보자 목성의 위성, 고리 등

 

목성은 태양으로부터 다섯 번째 행성이며 태양계에서 가장 큽니다. 태양계의 다른 행성들을 합친 것보다 질량이 2배 반 이상이지만 태양 질량의 1천 분의 1에도 약간 못 미치는 가스 거대 행성입니다. 목성은 달과 금성에 이어 지구 밤하늘에서 세 번째로 밝은 자연물입니다. 분들은 선사시대부터 그것을 관찰해왔다; 그것은 로마의 신 목성의 크기 때문에 신들의 왕인 목성의 이름을 따서 지어졌습니다.

목성은 주로 수소로 이루어져 있지만 헬륨은 질량의 4분의 1과 부피의 10분의 1을 차지합니다.그것은 더 무거운 원소의 암석 중심부를 가지고 있을 것 같지만, 다른 거대한 행성들과 마찬가지로 목성은 잘 정의된 고체 표면이 부족합니다. 그것의 내부의 지속적인 수축은 태양으로부터 받은 양보다 더 큰 열을 발생시킵니다. 이 행성의 빠른 회전 때문에, 이 행성의 모양은 주상 절벽입니다. 이 행성은 적도를 중심으로 약간이지만 눈에 띄게 불룩합니다. 외부 대기는 서로 다른 위도의 여러 띠로 눈에 띄게 분리되어 있으며, 이들의 상호 작용하는 경계를 따라 난류와 폭풍이 있습니다. 이것의 두드러진 결과는 대적점인데, 적어도 망원경이 처음 그것을 본 17세기 이후부터 존재했다고 알려진 거대한 폭풍입니다.

목성을 둘러싸고 있는 것은 희미한 행성 고리 체계와 강력한 자기권입니다.목성의 자기 꼬리는 거의 8억 km(5.3 AU, 5억 mi) 길이로, 토성의 궤도까지의 거리 전체를 덮고 있습니다. 목성에는 80개의 알려진 달과 1610년 갈릴레오 갈릴레이가 발견한 네 개의 커다란 갈릴레이 달을 포함하여&nbsp 아마도 더 많은 달들이 있습니다. 이오, 유로파, 가니메데, 칼리스토. 이오와 유로파는 지구의 달 크기 정도 된다; 칼리스토는 거의 수성의 크기, 가니메데는 훨씬 더 큽니다.

피오니어 10호는 1973년 12월 목성에 가장 가깝게 접근한 최초의 우주선입니다.목성은 1973년부터 1979년까지 파이오니어호와 보이저호의 플라이비 임무를 시작으로 이후 1995년 목성에 도착한 갈릴레오 궤도선에 의해 여러 차례에 걸쳐 탐사되었습니다. 2007년 뉴 호라이즌스호는 중력을 이용해 속도를 높이기 위해 목성을 방문, 명왕성으로 가는 도중에 궤적을 구부렸습니다. 이 행성을 방문한 가장 최근의 탐사선 주노는 2016년 7월 목성 궤도에 진입했습니다. 목성계에서의 미래의 탐사 대상은 얼음이 덮인 유로파 액체 대양일 가능성이 있습니다.

 

 

이름 및 기호

후기 고전 (4세기)과 중세 비잔틴 (11세기) 원고에 있는 목성의 상징은 Ⅱ(제타)에서 내려옵니다.
고전 시대에 목성은 12년의 궤도 주기가 십이지의 별자리 12개와 일치하여 매년 새로운 별자리까지 지나갔기 때문에 행성의 왕으로 여겨졌습니다.그래서 그것은 신들의 왕, 그리스인들에게는 제우스, 로마인들에게는 목성의 이름을 따서 명명되었습니다. 목성의 행성 기호인 , 는 제우스의 약칭으로 수평 획인 ⟨ƶ을 가진 그리스 제타에서 내려옵니다.

로마인들은 목성 행성을 위해 이오비스 주의 다섯 번째 날을 명명했습니다.영어의 등가는 목요일입니다.

형성 및 이동
주요기사 : 대척점 가설
참고 항목:태양계 형성과 진화
목성은 태양계에서 가장 오래된 행성일 가능성이 높입니다. 태양계 형성의 현재 모델들은 목성이 눈 선이나 그 너머에서 형성되었습니다는 것을 암시한다; 물과 같은 휘발성 물질이 고체로 응결될 수 있을 만큼 온도가 충분히 추운 초기 태양으로부터의 거리. 그것은 기체 대기를 축적하기 전에 먼저 크고 단단한 코어를 조립했습니다. 그 결과 천 만년 만에 태양 성운이 소멸하기 시작하기에 앞서 핵이 형성되었을 것입니다. 형성 모델들은 목성이 백만 년 안에 지구 질량의 20배까지 성장했음을 암시합니다. 궤도를 선회하는 질량은 원반 사이에 틈새를 만들어냈고, 그 후 3-4백만 년 사이에 50개의 지구 질량으로 서서히 증가하였습니다.

"거대한 태클 가설"에 따르면, 목성은 대략 3.5AU(5억 2천만 km, 3억 3천만 mi)의 거리에서 형성되기 시작했을 것입니다.이 젊은 행성이 질량을 증가시키면서 태양을 공전하는 가스 원반과 토성과의 궤도 공진과의 상호작용은 이 행성을 안으로 이동하게 했습니다. 이것은 태양에 더 가까운 궤도를 돌고 있는 초지 구로 추정되는 궤도를 뒤엎어 파괴적으로 충돌하게 했을 것입니다. 토성 역시 목성보다 훨씬 빠른 속도로 내부로 이동하기 시작했을 것이고, 이로 인해 두 행성은 약 1.5 AU(2억 2천만 km, 1억 4천만 mi)에서 3:2의 평균 운동 공진에 갇히게 되었습니다. 이는 결국 이주 방향을 바꾸어 태양으로부터 멀리 떨어져 내부 시스템을 벗어나 현재의 위치로 이주하게 했을 것입니다. 이러한 이동은 80만 년의 기간에 걸쳐 일어났을 것이며, 이 모든 것은 목성이 형성되기 시작한 후 최대 600만 년의 기간에 걸쳐 일어났을 것이다(3백만 년이 더 가능성이 높은 수치임). 이 출발로 지구를 포함한 잔해 속에서 내행성이 형성될 수 있었을 것입니다.

그러나 대척점 가설에서 비롯된 지상 행성의 형성 시간은 측정된 지상 구성과 일치하지 않는 것으로 보입니다.게다가 태양 성운에서 실제로 외향적인 이동이 일어났을 가능성은 매우 낮입니다. 실제로 일부 모델은 목성의 성질이 현시대 행성의 그것과 가까운 유사점의 형성을 예측하고 있습니다.

18AU (27억 km, 17억 mi)와 같은 다른 모델들은 훨씬 더 먼 거리에 목성을 형성합니다.실제로, 연구자들은 목성의 구성에 기초하여 20–30 AU(3.0–4.5억 km, 1.9–28억 mi)로 추정되는 분자 질소(N2) 눈 선 외부와 40 AU(60억 km, 37억 mi)에 이르는 아르곤 눈 선 외부에서도 초기 형성을 주장하였습니다. 이 극한 거리들 중 하나에서 형성되었더라면, 목성은 현재 위치로 내부로 이동했을 것입니다. 이러한 내부 이주는 지구가 형성되기 시작한 지 약 2-3백만 년이 지난 시대 동안 약 70만 년에 걸쳐 일어났을 것입니다. 토성, 천왕성, 해왕성은 목성보다 훨씬 더 멀리 형성되었을 것이고, 토성 또한 안으로 이동했을 것입니다.

 

 

물리적 특성

목성은 고체가 아닌 가스와 액체로 주로 구성되어 있는 두 개의 가스 거인 중 하나입니다.이 행성은 태양계에서 가장 큰 행성으로, 적도 직경이 142,984km(88,846mi)입니다. 목성의 평균 밀도는 1.326g/cm로 3 거대 행성 중 두 번째로 높지만 지상 4개 행성보다 낮입니다.

구성

목성의 상층 대기는 부피 기준으로 수소 90%와 헬륨 10% 정도입니다.헬륨 원자는 수소 분자보다 질량이 크기 때문에 목성의 대기는 질량 기준으로 수소 약 75%와 헬륨 24%이며, 나머지 1%는 다른 원소로 구성됩니다. 대기는 미량의 메탄, 수증기, 암모니아, 실리콘 기반의 화합물을 포함하고 있습니다. 탄소, 에탄, 황화수소, 네온, 산소, 인광, 유황의 분량도 있습니다. 대기의 가장 바깥쪽 층은 냉동 암모니아 결정체를 포함하고 있습니다. 적외선과 자외선 측정을 통해 벤젠과 다른 탄화수소의 미량도 발견됐습니다. 목성의 내부는 밀도가 높은 물질들을 포함하고 있습니다. 질량 별로는 수소 71%, 헬륨 24%, 기타 원소 5%입니다.

수소와 헬륨의 대기 비율은 원시 태양 성운의 이론적 구성에 가깝습니다.대기권 상층부에 있는 네온은 질량으로 백만분의 20분의 1밖에 구성되지 않는데, 이는 태양에 비해 10분의 1 정도 풍부한 것입니다. 헬륨은 태양 헬륨 구성의 약 80%까지 고갈됩니다. 이 고갈은 이 원소들이 지구 내부의 깊은 곳에 헬륨이 풍부한 물방울로 침전된 결과물입니다.

분광법에 근거해 토성은 목성과 구성이 유사한 것으로 생각되지만, 다른 거대 행성 천왕성과 해왕성은 상대적으로 수소와 헬륨이 적고 산소, 탄소, 질소, 황 등 비교적 풍부한 다음으로 많은 원소를 가지고 있습니다.이들의 휘발성 화합물은 주로 얼음 형태로 되어 있어 얼음 거성이라고 불립니다.

질량 및 크기

목성의 지름은 태양보다 작은 크기의 한 순서(×0.10045), 지구보다 큰 크기의 한 순서(×10.97333)입니다.그레이트 레드 스폿은 대략 지구와 같은 크기입니다.
목성의 질량은 태양계에 있는 다른 모든 행성의 2.5배입니다. 이 질량은 너무 커서 태양과 함께 있는 그것의 쌍중심이 태양 중심에서 태양 표면 위로 1.068의 태양 반지름으로 놓여 있습니다. 목성은 지구보다 훨씬 크고 밀도가 상당히 낮입니다. 목성의 부피는 약 1,321개의 지구지만, 그것은 단지 318배의 질량입니다 목성의 반지름은 태양의 반경 10분의 1 정도이며 질량은 태양의 1,000분의 1이므로 두 신체의 밀도는 비슷합니다."주피터 질량(Jupiter mass) MJ 또는 MJup)는 다른 물체의 질량, 특히 극 외행성과 갈색 왜성을 묘사하는 단위로 자주 사용됩니다. 예를 들어, 극외 행성 HD 209458b의 질량은 0.69입니다. MJ, 반면 Kappa Andromedae b는 12.8의 질량을 가지고 있습니다. MJ.

이론적 모델들은 목성이 현재보다 훨씬 더 많은 질량을 가지고 있다면, 그것은 줄어들 것이라고 나타냅니다.질량의 작은 변화로 인해 반지름은 눈에 띄게 변하지 않을 것이며, 현재 질량의 160%를 초과하는 내부 질량은 증가된 압력에 의해 훨씬 더 압축되어 물질의 양이 증가함에도 불구하고 체적은 감소할 것입니다. 그 결과 목성은 그 구성과 진화 역사가 성취할 수 있는 행성만큼 지름이 큰 것으로 생각됩니다. 질량이 증가하면서 더욱 수축하는 과정은 목성 질량이 50개 정도 되는 고질량 갈색 왜성에서와 같이 눈에 띄는 별의 발화가 이루어질 때까지 계속될 것입니다.

목성이 수소를 융합하여 별이 되려면 75배 정도 더 큰 질량이 필요하겠지만, 가장 작은 적색 왜성은 목성보다 반지름이 약 30%밖에 크지 않습니다.그럼에도 불구하고, 목성은 태양으로부터 받는 것보다 더 많은 열을 방출한다; 목성 내부에서 발생하는 열의 양은 그것이 받는 총 태양 복사량과 비슷합니다. 이 추가 열은 켈빈-에 의해 생성됩니다. 수축으로 인한 헬름홀츠 메커니즘. 이 과정에서 목성은 약 1mm(0.039인치)/yr 수축합니다. 형성되었을 때, 목성은 더 뜨거웠고 현재의 지름이 약 두 배였습니다.

내부구조

초기 21세기 전에, 대부분의 과학자들은 목성은 울창한 핵심, 액체 금속 수소(약간의 헬륨으로)주변은 planet, 의 반지름의 약 80%로 연장은 외부 분위기가 우세한 분자 hydrogen, 아니 아마도 핵심 전혀 consistin 것의 주변 계층으로 구성될 것으로 예상했습니다. ginstead는 행성이 고체체로서 먼저 적응했는지 아니면 기체 원반으로부터 직접 붕괴되었는지에 따라 중심까지 밀도와 밀도가 높은 유체(분자 및 금속 수소)의 모든 부분을 차지합니다. 주노 임무가 2016년 7월에 도착했을 때, 주노 임무는 목성의 맨틀에 섞여 있는 매우 확산된 중심부를 가지고 있다는 것을 발견했습니다. 가능한 원인은 목성이 형성된 지 몇 백만 년이 지난 후 약 10개의 지구 덩어리가 있는 행성에서 발생한 충격으로, 원래 단단한 조비앙의 중심부를 붕괴시켰을 것입니다. 핵은 행성 반지름의 30~50%로 추정되며, 지구 질량의 7~25배에 달하는 무거운 원소를 포함하고 있습니다.

금속 수소의 층 위에는 투명한 수소의 내부 분위기가 놓여 있습니다.이 깊이에서 압력과 온도는 분자 수소의 임계 압력 1.3 MPa 이상이고 임계온도는 33K(-240.2°C, -400.3°F)에 불과합니다. 이 상태에서는 뚜렷한 액체 및 가스 단계가 없습니다. 수소는 초임계 액체 상태에 있다고 합니다. 수소를 구름층으로부터 약 1,000 km(620 mi) 깊이까지 아래로 뻗어나가는 가스로 취급하는 것이 편리하며, 수소를 액체로 더 깊게 층을 이룬 액체로 취급하는 것은 액체 수소와 다른 초임계 액체의 바다와 비슷한 것을 닮은 것일 수 있습니다.

물리적으로, 명확한 경계는 없습니다. 그 가스는 깊이가 증가할수록 매끄럽게 뜨거워지고 밀도가 높아집니다.헬륨과 네온의 비와 같은 물방울은 낮은 대기를 통해 아래로 침전되어 상층 대기에 이러한 원소의 풍부함을 고갈시킵니다. 계산에 따르면 헬륨 방울은 반경 6만 km(3만 7천 mi)에서 금속 수소와 분리되어 있으며(구름 꼭대기 아래 1만 1천 km(6,800 mi)에서 다시 5만 km(3만 1천 mi)에서 합쳐진다(구름 아래 2만 2천 km(1만 4천 mi). 토성과 얼음의 거인 천왕성과 해왕성뿐만 아니라 다이아몬드의 강우량이 발생할 것으로 제안되었습니다.

목성 내부의 온도와 압력은 꾸준히 내부로 증가하는데, 이는 마이크로파 방출에서 관측되며 생성 열은 대류에 의해서만 빠져나갈 수 있기 때문에 필요합니다.10bar(1MPa)의 압력 수준에서 온도는 약 340K(67°C, 152°F)입니다. 수소는 약 100–200 GPA에서 분자 유체에서 금속 유체로 점진적으로 변화해도 항상 초임계(즉, 1차 위상 전환은 결코 일어나지 않는다)이며, 수소는 온도가 아마도 5,000 K(4,730 °C, 8,540 °F) 일 것입니다. 목성의 희석된 노심의 온도는 약 20,000 K (19,700 °C; 35,500 °F) 이상으로 추정되며, 추정 압력은 4,500 GPA입니다.