고대에는 해별로 알려진 목성(먹싱)은 태양에서 다섯 번째 행성이자 8개의 행성 중 가장 크며, 다른 모든 행성을 합친 질량의 두 배(지구의 318배)이다. ). 목성의 태양 공전 주기는 4332.589일로 약 11.86년이다. 그리스인들이 제우스(신들의 왕, 올림푸스의 통치자, 로마의 수호자)로 알려진 목성(일명 유피테르)은 크로노스(토성의 아들)입니다.
궤도: 태양으로부터 778,330,000km( 5.20 AU)
행성 직경: 142,984km(적도)
질량: 1.90*10^27kg
목성은 하늘에서 네 번째로 밝은 물체입니다( 태양, 달, 금성 다음으로 화성이 더 밝음) 목성의 4개 위성인 이오, 가니메데, 칼리스토에 대한 갈릴레오의 1610년 연구에 따르면 목성은 선사 시대부터 알려져 왔습니다. 행성이 지구 주위를 움직이지 않는다는 최초의 발견인 갈릴레이 위성이라고 불리는)는 또한 코페르니쿠스의 태양 중심설을 뒷받침하는 주요 기초이기도 했습니다.
기체 행성에는 고체 표면이 없습니다. , 그리고 기체 물질의 밀도는 깊이에 따라 증가합니다(우리는 표면이 1기압과 동일한 지점에서 반경과 직경을 계산합니다). 보이는 것은 일반적으로 압력이 다음과 같은 대기의 구름 꼭대기입니다.
목성은 수소 90%, 헬륨 10%(원자수 비율, 질량 비율 75/25%)와 미량의 메탄, 물, 암모니아로 구성되어 있습니다. 돌". 이는 태양계 전체를 형성한 원래 태양계 성운의 구성과 매우 유사합니다. 토성은 비슷한 구성을 가지고 있지만 천왕성과 해왕성의 구성은 수소와 헬륨으로 구성되어 있습니다. 우리가 얻는 정보의 양 목성(및 기타 가스 행성)의 내부 구조는 매우 간접적이며 오랫동안 정체되어 있습니다(갈릴레오의 목성 대기 데이터는 구름 아래 150km에서만 감지됨).
목성은 암석질 핵은 지구 질량의 10-15배에 해당합니다.
상부 핵은 대부분 액체 수소 형태의 행성 물질 집합입니다. 목성 내부 환경인 40억 바의 압력(토성의 경우와 같음)은 양성자와 전자로 구성되어 있습니다(태양 내부와 유사하지만 훨씬 더 차갑습니다). 기체가 아닌 액체이므로 전자 전도체이자 목성 자기장의 원천이 됩니다. 이 층에는 약간의 헬륨과 미량의 얼음도 포함되어 있을 수 있습니다.
가장 바깥쪽 층은 주로 일반적인 수소와 헬륨 분자로 구성되어 있습니다. 내부는 액체이고 외부는 가스화되어 있습니다. 우리가 볼 수 있는 것은 이 깊은 층의 상층부이며, 여기에는 물, 이산화탄소, 메탄 및 기타 몇 가지 단순 가스 분자도 세 개의 별개의 구름 층에 존재합니다. 암모니아 얼음, 황화암모늄 및 얼음물 혼합물이 존재하는 것으로 생각됩니다. 그러나 갈릴레오의 시연에서 나온 예비 결과에 따르면 이러한 물질은 구름에서 극히 드물다는 것이 밝혀졌습니다. 두 번째 외부 레이어가 동시에 감지되었습니다. 그러나 이 시연의 표면 위치는 매우 특이합니다. 지구를 기반으로 한 망원경 관측과 갈릴레오 궤도선의 최근 관측에 따르면 이 시연을 위해 선택된 지역은 아마도 당시 목성 표면에서 가장 따뜻하고 구름이 가장 적은 지역이었을 것입니다.
갈릴레오의 대기 데이터는 또한 목성의 대기에 예상보다 훨씬 적은 양의 물이 있음을 증명합니다. 목성의 대기에는 원래 태양이 가지고 있는 산소의 두 배(물을 생성하기에 충분한 수소를 계산)가 포함되어 있을 것으로 예상되었습니다. 현재 실제 농도는 태양의 농도보다 낮습니다. 또 다른 놀라운 소식은 외부 대기의 높은 온도와 밀도입니다.
목성과 기타 가스 행성에는 좁은 위도 범위에 국한된 표면에 고속 허리케인이 있으며, 위도가 가까울수록 바람이 반대 방향으로 불고 있습니다. 이 띠의 약간의 화학적 구성과 온도 변화는 행성의 모습을 지배하는 다채로운 표면 띠를 만듭니다. 밝은 표면 영역을 영역이라고 하고 어두운 영역을 벨트라고 합니다.
목성의 이러한 벨트는 오랫동안 알려져 왔지만 벨트 경계의 소용돌이는 보이저 우주선에 의해 처음 발견되었습니다. 갈릴레오 우주선이 보낸 데이터에 따르면 표면풍은 예상보다 훨씬 빠르고(시속 400마일 이상) 관측 가능한 뿌리 깊이까지 확장되어 안쪽으로 수천 킬로미터 정도 확장됩니다. 목성의 대기 또한 매우 격동적인 것으로 밝혀졌으며, 이는 허리케인의 빠른 움직임의 대부분이 태양으로부터만 열을 받는 지구와 달리 목성 내부의 열에 의해 발생함을 시사합니다.
목성 표면의 다채로운 구름은 화학 성분과 대기에 미치는 영향의 미묘한 차이로 인해 발생할 수 있으며 유황 혼합물이 혼합되어 다채로운 시각적 효과를 생성할 수 있지만 세부 사항은 여전히 있습니다. 알려지지 않은.
색상 변화는 구름의 높이와 관련이 있습니다. 파란색이 가장 낮고 갈색과 흰색, 빨간색이 가장 높습니다. 우리는 높은 구름에 있는 구멍을 통해 낮은 구름을 볼 수 있습니다.
목성 표면의 대적점은 빠르면 300년 전 지구 관측을 통해 알려졌습니다(이 발견은 종종 17세기 카시니나 로버트 훅에 기인합니다). 대적반은 길이 25,000km, 지름 12,000km로 지구 두 개를 수용할 수 있는 타원입니다. 다른 작은 반점은 수십 년 동안 나타났습니다. 회전 경향의 유도와 결합된 적외선 관측을 통해 대적점은 주변 지역에 비해 구름 꼭대기가 특히 높고 추운 고기압 지역이라는 것이 밝혀졌습니다. 토성과 해왕성에도 비슷한 상황이 존재합니다. 그러한 구조가 왜 그렇게 오랜 기간 동안 지속되었는지는 확실하지 않습니다.
목성은 태양으로부터 받는 것보다 더 많은 에너지를 외부로 방출합니다. 목성의 내부는 매우 뜨겁습니다. 중심부의 온도는 20,000켈빈에 달할 수도 있습니다. 이러한 열 생산은 켈빈-헬름홀츠 원리(행성의 느린 중력 압축)에 의해 생성됩니다. (목성은 태양처럼 핵반응으로 에너지를 생산하지 않습니다. 너무 작고 핵반응을 일으키기에는 내부 온도가 부족합니다.) 이 내부 열은 목성의 액체층에서 대류를 크게 유발하여 우리가 보는 구름 꼭대기의 복잡한 움직임을 유발할 수 있습니다. 토성과 해왕성은 이 점에서 목성과 유사하지만, 흥미롭게도 천왕성은 그렇지 않습니다.
목성은 가스 행성이 달성할 수 있는 최대 직경과 일치합니다. 구성이 다시 증가하면 중력에 의해 압축되어 전체 반경이 약간만 증가하게 됩니다. 별은 내부 열원(핵에너지)으로 인해 더 커질 수 있지만, 목성이 별이 되려면 질량이 최소 80배 이상 증가해야 합니다.
우주선이 보내온 조사 결과에 따르면 목성은 강한 자기장을 갖고 있으며 표면 자기장 강도는 3~14가우스로 지구 표면 자기장(지구 표면)보다 훨씬 강한 것으로 나타났다. 자기장 강도는 0.3 ~ 0.8 가우스에 불과합니다. 목성의 자기장은 지구와 마찬가지로 쌍극성이며 자기축과 회전축 사이의 기울기가 10°8′입니다. 목성의 양극(+)자극은 북극이 아니라 남극을 가리키는데, 이는 지구의 상황과 정반대다. 목성의 자기권은 목성의 자기장과 태양풍의 상호 작용으로 인해 형성됩니다. 목성의 자기권은 범위가 크고 구조가 복잡합니다. 목성에서 140만~700만km 떨어진 거대한 공간이 목성의 자기권인 반면, 지구의 자기권은 지구 중심에서 7~8km 범위 내에 있습니다. 목성의 네 개의 큰 위성은 목성의 자기권에 의해 태양풍으로부터 보호됩니다. 지구 주위에는 밴 앨런 벨트(Van Allen belt)라는 방사선 벨트가 있고, 목성 주위에도 그러한 방사선 벨트가 있습니다. 보이저 1호는 또한 목성의 태양 반대편에서 30,000km 길이의 오로라를 발견했습니다. 1981년 초, 보이저 2호는 이미 목성의 자기권을 떠나 토성으로 향하던 중 다시 한 번 목성의 자기장의 영향을 받았습니다. 이런 관점에서 볼 때 목성의 자기꼬리는 최소 6천만 킬로미터까지 길어져 토성의 궤도에 도달했습니다.
목성의 극에는 오로라가 있는데, 이는 이오의 화산에서 분출된 물질이 목성의 중력선을 따라 목성의 대기로 유입되어 형성된 것으로 보입니다. 목성에는 고리가 있습니다. 후광계는 태양계 거대 행성의 독특한 특징으로 주로 작은 암석, 눈 덩어리 및 기타 물질로 구성됩니다. 목성의 고리는 관찰하기 어렵습니다. 토성만큼 화려하지는 않지만 4개의 고리로 나눌 수 있습니다. 목성의 고리는 폭이 약 6,500km이고 두께는 10km 미만입니다.
목성의 고리
목성의 고리는 토성보다 더 어둡습니다(알베도는 0.05). 그들은 많은 세분화된 암석 물질로 구성되어 있습니다.
목성은 토성과 비슷한 고리를 가지고 있지만 더 작고 희미합니다.
(오른쪽 사진) 두 명의 보이저 1호 과학자가 10억 킬로미터를 항해한 후 후광이 있는지 확인해야 한다고 반복해서 주장했기 때문에 그들의 발견은 전혀 예상치 못한 일이었습니다. 다른 사람들은 후광을 발견할 가능성이 전혀 없다고 생각했지만 실제로는 존재합니다. 이 두 과학자가 생각해낸 정말 기발한 아이디어입니다. 그들은 나중에 지상에 있는 망원경으로 사진을 찍었습니다.
목성 고리의 입자는 대기와 자기장의 영향으로 인해 불안정할 수 있습니다. 따라서 후광이 모양을 유지하려면 지속적으로 보충되어야 합니다. 헤일로 주위를 공전하는 두 개의 작은 위성: Io와 Io는 분명히 헤일로 자원을 위한 최고의 후보입니다.
갈릴레오 우주선이 목성 대기를 탐지한 결과, 목성의 고리와 가장 바깥쪽 대기 사이에 전리층 복사대보다 약 10배 더 강한 또 다른 강력한 복사대가 있다는 사실이 밝혀졌습니다. 놀랍게도 새로 발견된 벨트에는 알려지지 않은 출처에서 나오는 고에너지 헬륨 이온이 포함되어 있습니다.
1994년 7월, 슈메이커-레비 9 혜성이 목성과 충돌하면서 놀라운 현상이 일어났다. 아마추어 망원경으로도 표면 현상을 선명하게 관찰할 수 있습니다. 충돌로 인한 잔해는 거의 1년이 지난 후에도 여전히 허블 관측소에서 볼 수 있었습니다.
밤하늘에서 목성은 (종종 밤하늘에 보이지 않는 금성 다음으로) 하늘에서 가장 밝은 별이다. 네 개의 갈릴리 위성은 쌍안경으로 쉽게 관찰할 수 있으며, 목성 표면의 띠와 대적점은 작은 망원경으로 관찰할 수 있습니다. Mike Harvey의 행성 찾기 차트는 하늘에 있는 화성과 다른 행성의 위치를 보여줍니다. Brilliant Galaxy와 같은 천문학 프로그램을 통해 점점 더 많은 세부 사항과 더 나은 다이어그램이 발견되고 완성될 것입니다.
과거 일부 사람들은 목성 근처에 먼지층이나 고리가 있을 것이라고 추측했지만 아직까지 확인된 바는 없습니다. 1979년 3월, 보이저 1호는 목성을 조사하면서 목성의 고리 사진을 찍었습니다. 곧 보이저 2호는 목성의 고리에 대한 더 많은 정보를 얻었고, 마침내 목성에도 고리가 있다는 사실이 확인되었습니다. 목성의 고리는 얇은 원반 모양으로, 두께가 약 30km, 너비가 약 6,500km입니다. 목성으로부터의 거리는 128,000km입니다. 후광은 내부 고리와 외부 고리로 나누어져 있으며, 외부 고리는 더 밝고 내부 고리는 더 어두워서 목성의 대기에 거의 닿아 있습니다. 헤일로의 스펙트럼 유형은 G형이며, 헤일로도 목성 주위를 공전하며 7시간마다 한 바퀴 회전합니다. 목성의 고리는 직경이 수십에서 수백 미터에 이르는 수많은 검은 잔해 블록으로 이루어져 있습니다. 검은 암석은 햇빛을 반사하지 않기 때문에 오랫동안 발견되지 않은 채 남아 있었습니다.
목성은 두껍고 밀도가 높은 대기를 가지고 있는데, 대기의 주성분은 수소로 80% 이상을 차지하고, 헬륨이 18% 정도를 차지하고, 나머지는 메탄, 암모니아, 탄소로 이루어져 있다. , 산소 및 수증기, 총 함량은 1% 미만입니다. 목성은 내부 에너지가 강하기 때문에 적도와 극 사이의 온도 차이가 3°C를 넘지 않습니다. 따라서 목성의 남북 바람은 매우 작으며 주로 동서 바람이 최대입니다. 130~150미터/초의 속도. 목성의 대기는 조밀하고 활동적인 구름 시스템으로 가득 차 있습니다. 다양한 색깔의 구름이 파도처럼 격렬하게 굴러가고 있었다. 목성의 대기에서도 번개와 뇌우가 관찰되었습니다. 목성의 빠른 회전으로 인해 목성의 대기에서는 적도에 평행한 밝은 띠와 어두운 띠가 번갈아 나타나는 것을 볼 수 있습니다. 밝은 띠는 위쪽으로 이동하는 영역이고, 어두운 띠는 낮고 어두운 구름입니다.
목성의 대적반은 남위 23°에 위치하며, 동서 길이는 40,000km, 남북 너비는 13,000km입니다. 탐지기는 대적반이 짙은 갈색의 격렬하게 상승하는 기류임을 발견했습니다. 이 다채로운 사이클론은 시계 반대 방향으로 회전합니다. 대적점의 중심인 대적반의 중심에는 작은 입자가 있는데, 그 크기는 약 수백 킬로미터이다. 이 코어는 시계 반대 방향으로 회전하는 운동 속에서 움직이지 않고 유지됩니다. 대적점은 수명이 매우 길어서 수백 년 이상 지속됩니다.
목성은 태양으로부터 평균 거리가 7억 7,800만km 떨어져 있기 때문에 목성의 표면 온도는 지구보다 훨씬 낮습니다. 목성이 받는 태양 복사량을 계산하면 유효 표면 온도 값은 -168°C이고, 지구 관측 값은 -139°C입니다. 우주선 '파이오니어 11호'의 감지 값은 이보다 더 높은 -150°C입니다. 이것은 또한 목성이 내부에 열원을 가지고 있음을 보여줍니다.
탐사선 '파이오니어'의 목성 조사 결과, 목성은 고체 표면이 없고 유동적인 행성이라는 사실이 밝혀졌다. 주로 수소와 헬륨. 목성의 내부는 목성핵과 목성맨틀의 두 층으로 나누어진다. 목성핵은 목성의 중심에 위치하며 주로 철과 규소로 구성되어 있으며 온도는 30,000K이다.
목성 맨틀은 목성 핵의 바깥쪽에 위치하며, 수소를 주원소로 하는 두꺼운 층으로 그 두께는 약 7만km이다. 나무 맨틀 외부에는 구름 꼭대기까지 1,000km나 뻗어 있는 목성의 대기가 있습니다.
대적점
목성 표면의 대부분의 특징은 빠르게 변화하지만 일부 마크는 지속성 및 반영구적 특징을 가지고 있으며 그중에서도 가장 두드러지고 지속적인 특징도 있습니다. 사람들에게 가장 친숙한 곳을 대적점이라고 생각하세요.
대적반은 적도 남쪽에 위치한 붉은 타원형 지역으로 길이가 2만km가 넘고 폭이 약 11,000km에 이른다. 17세기 중반부터 간헐적으로 관찰되기 시작하여 1879년 이후 지속적으로 기록하기 시작하였고, 1879년부터 1882년, 1893년부터 1894년, 1903년부터 1907년까지 눈에 띄고 다채롭게 변한 것으로 나타났다. -1914, 1919-1920, 1926-1927, 특히 1936-1937, 1961-1968 및 1973-1974. 어떤 때에는 칙칙하고 약간 붉은색을 띠며 때로는 홍반의 윤곽만 보일 때도 있습니다.
대적점의 구조는 무엇인가요? 왜 빨간색입니까? 어떻게 그렇게 오랫동안 지속될 수 있나요? 이러한 문제를 이해하려면 지상 관찰만으로는 실제로 무력합니다.
과학자 레이먼드 헤이드(Raymond Hayd)의 이론에 따르면, 대적점은 그 아래에 산과 같은 영구적인 지형으로 인해 발생하는 대기 교란입니다. 그러나 '선구자들'은 목성의 표면이 유동적이라는 사실을 발견했고, 이로 인해 목성의 외층이 견고한 표면 구조를 갖고 있을 가능성은 완전히 배제됐다.
'보이저 1호'가 보내온 사진을 보면 대적점은 시계 반대 방향으로 회전하는 거대한 소용돌이 같고, 그 폭은 지구 여러 개를 수용할 수 있을 만큼 넓다는 것을 확실히 알 수 있다. 일부 고리 구조도 사진에서 구별할 수 있습니다. 주의 깊은 연구 끝에 과학자들은 목성의 표면이 두꺼운 구름으로 덮여 있고 대적점은 하늘 높이 솟아 구름에 박힌 강력한 사이클론, 즉 격렬한 상승 기류 그룹에 의해 형성되었다고 믿습니다.
목성에는 대적점과 유사한 다른 특징이 있습니다. 예를 들어, 대적점 남쪽에는 1938년에 처음 나타난 세 개의 흰색 타원형 구조물이 있습니다. 또한, 1972년 지상 관측을 통해 목성 북반구에서 작은 붉은 반점을 발견했습니다. 18개월 후 파이오니어 10호가 목성에 도착했을 때 그 모양과 크기가 대적반과 거의 유사하다는 사실을 발견했습니다. 또 다른 1년 후, 파이오니어 11호가 목성을 통과했을 때 이 붉은 점의 흔적은 없었습니다. 이 붉은 점은 약 2년 동안만 존재했던 것 같습니다.
목성의 점 모양 구조는 일반적으로 몇 달 또는 몇 년 동안 지속됩니다. 그들의 독특한 특징은 북반구에서는 시계 방향으로, 남반구에서는 시계 반대 방향으로 회전한다는 것입니다. 공기는 중앙에서 서서히 빠져나오다가 가장자리에 가라앉아 타원형 모양을 이룬다. 이는 지구상의 폭풍과 동일하지만 훨씬 더 크고 오래 지속됩니다.
목성의 다채로운 구름은 목성의 대기가 매우 활발한 화학 반응을 가지고 있음을 증명합니다. 탐지기가 촬영한 사진에서 목성 대기의 엇갈린 빛과 어두운 구름대 패턴을 볼 수 있습니다. 남극 지역부터 북극 지역까지 17개의 구름 지역이나 구름 띠가 모호하게 구분될 수 있습니다. 색깔과 밝기가 다르며, 갈색 구름대의 구름은 더 깊고 온도도 약간 높기 때문에 대기가 아래로 흐르는 부분은 분명히 구름 위의 넓은 구멍입니다. 틈이 있어야만 맑은 하늘을 볼 수 있는 층. 파란색 구름은 온도가 가장 높고 빨간색 구름은 온도가 가장 낮습니다. 대적점은 매우 차가운 구조로 판단된다. 궁금한 점은 평형상태를 사용하면 모든 구름이 흰색이어야 한다는 점이다. 화학적 균형이 파괴되어야만 다른 색이 나타난다는 것이다. 그렇다면 화학 평형을 방해하는 것은 무엇입니까? 과학자들은 이것이 하전 입자, 고에너지 광자, 번개 또는 서로 다른 온도 영역을 통과하는 수직 방향의 물질의 빠른 이동일 수 있다고 추측합니다.
대적반의 주황색-빨간색은 항상 사람들을 당황하게 했습니다. 어떤 사람들은 대적반의 상승기류로 인한 구름 속의 방전 현상이라고 생각합니다. 이를 위해 메릴랜드 대학의 보넌 벨로마이(Bonan Bellomai)라는 의사가 흥미로운 실험을 진행했습니다. 그는 메탄, 암모니아, 수소 등 목성 대기에 존재하는 일부 가스를 플라스크에 넣고 이 가스에 전기 스파크를 가하면 원래 무색이었던 가스가 구름 같은 물질로 변하는 것을 발견했습니다. 연한 빨간색 물질이 병 벽에 침전되었습니다. 이 실험은 사람들이 대적점 색깔의 미스터리를 풀기 위해 유용한 영감을 제공하는 것 같습니다.
많은 천문학자들은 인이 대적반의 색깔을 설명한다고 믿습니다.
카시니가 대적반을 발견한 지 300년이 넘었습니다. 왜 그렇게 오랫동안 지속되었을까요? 어떤 사람들은 목성의 조밀하고 두꺼운 대기가 대적반이 장수하는 주된 이유라고 생각하지만 이는 단지 추측일 뿐이다.
목성의 대적점과 기타 타원형 구조의 수명에는 주로 두 가지 문제가 있습니다. 하나는 이러한 반점 모양의 구조가 안정적이어야 하고, 그렇지 않으면 며칠 동안만 존재할 수 있다는 것입니다. 에너지 문제, 안정적인 소용돌이는 이를 유지할 에너지가 없으면 빠르게 가라앉습니다.