목성 (행성) : 특성, 구성, 궤도, 이동, 구조 - 아르테 - 2026

목성 은 태양계에서 가장 큰 행성이며 일년 내내 밤하늘에서 가장 밝은 행성 중 하나이기 때문에 로마 신의 왕의 이름을 따서 명명되었습니다. 로마 신화에서 목성 신은 그리스 신화의 제우스 신과 동등한 신들 중 가장 위대한 신입니다.

태양에 대한 궤도를 관찰하는 목성은 태양계에서 다섯 번째 행성이며 최소한 79 개의 자연 위성을 가지고 있습니다. 그 지름은 지구 지름의 11 배이며 태양 다음으로 태양계에서 가장 크고 무거운 물체입니다.

그림 1. 허블 우주 망원경으로 촬영 한 목성의 이미지, 특징적인 띠, 대적점 및 목성의 오로라를 관찰 할 수 있습니다. (출처 : NASA, ESA).

인류는 고대부터 목성을 지켜 봤지만 갈릴레오 갈릴레이는 1610 년에 처음으로 망원경으로 행성을 관찰하고 주요 위성 중 4 개를 발견했습니다.

갈릴레오는 목성의 특징적인 밴드와 이름이 Io, Europa, Ganymede 및 Callisto 인 4 개의 갈릴리 위성을 관찰했습니다. 갈릴레오의 발견은 우리 행성이 아닌 다른 별 주위를 도는 천체가 처음으로 관측 되었기 때문에 우주에서 지구와 인류의 위치에 대한 개념을 완전히 바 꾸었습니다.

그의 관찰은 그의 시대를위한 몇 가지 혁명적 아이디어를 뒷받침했습니다. 첫 번째는 지구가 우주의 중심이 아니라는 것이었고, 두 번째는 갈릴레오가 목성의 위성이라고 불렀던 것처럼 그 밖에 "다른 세계"가 있다는 것입니다.

목성의 일반적인 특성

그림 2. 목성과 비교하여 지구는 대적점에 느슨하게 들어 맞습니다. (출처 : NASA / JPL-CALTECH)

크기와 질량

목성은 태양에 대한 궤도 반경을 고려한 다섯 번째 행성이고 네 번째 행성은 화성이지만 그 사이에는 경계선이 있습니다 : 소행성대입니다.

소행성대보다 궤도가 작은 행성은 암석이고, 궤도가 더 큰 행성은 가스 또는 얼음 거성입니다. 목성은 그들 중 첫 번째이자 가장 큰 부피와 질량을 가진 것이다.

300 개의 지구 질량에 해당하는 목성의 질량은 너무 커서 태양계에 남아있는 행성의 질량 합계의 두 배입니다. 부피는 지구 1,300 개에 해당합니다.

동정

목성은 자신의 축을 너무 빠르게 회전하여 9 시간 50 분 만에 완전한 회전을합니다. 이것은 지구의 자전 속도보다 2.4 배 빠르며 태양계의 어떤 행성도 그것을 초과하지 않습니다.

궤도주기, 즉 태양 주위를 완전히 회전하는 데 걸리는 시간은 12 년입니다.

관측

우리 행성보다 태양에서 5 배 더 멀리 떨어져 있음에도 불구하고 그 큰 크기와 특징적인 구름은 햇빛을 표면에 완벽하게 반사시켜 밤하늘에서 가장 밝은 별 중 하나입니다.

망원경으로 관찰 할 때 가장 높은 구름 만 발견되며, 일부 고정 영역과 다른 영역이 움직이고 적도 선을 따라 띠 패턴을 형성합니다.

가장 어두운 밴드를 벨트라고하고 밝은 영역을 말합니다. 그들은 점차적으로 모양과 색이 바뀌어 지구를 반대 방향으로 돌면서 비교적 안정적입니다.

흰 구름은 냉각되어 암모늄 결정을 형성하는 상승 기류의 결과입니다. 그런 다음 이러한 전류는 더 어두운 벨트에서 다시 내려 가기 위해 옆으로 구부러집니다.

붉은 색, 노란색 및 갈색

목성에서 볼 수있는 붉은 색, 노란색, 갈색의 다양성은 목성 구름에 존재하는 다양한 분자의 결과입니다. 띠와 벨트 사이에 거대한 폭풍과 소용돌이가 형성되며 이는 점 또는 점으로 볼 수 있습니다.

이 폭풍은 실질적으로 영구적이며 그중에서 대적점이 눈에 띕니다. 17 세기에 주목할만한 현대 물리학 자이자 아이작 뉴턴의 라이벌 인 로버트 훅이 처음 관찰했습니다.

그레이트 레드 스팟은 적어도 300 년이 지났지 만 관측에 따르면 지구보다 큰 거대한 크기가 최근 수십 년 동안 감소하고 있습니다.

Jovian 분위기는 꽤 두껍습니다. 깊이는 정확히 알려지지 않았지만 수백 킬로미터로 추정됩니다.

구성

대기의 화학적 조성은 별과 매우 유사합니다 : 80 % 수소, 17 % 헬륨 및 소량의 수증기, 메탄 및 암모니아.

대기압은 깊이에 따라 증가하여 수소 가스가 액화되어 액체 수소의 바다를 형성하며, 높은 압력에서 금속처럼 작용합니다. 이것은 목성 분위기의 아래쪽 경계가 될 것입니다.

목성의 금속 액체 수소 바다는 태양 표면보다 약 10,000 ° C 정도 더 뜨겁고 매우 밝습니다.

목성은 무거운 금속 원소로 구성된 매우 조밀 한 핵을 가지고있을 가능성이 높지만이 주장을 확증하려면 더 많은 데이터가 필요합니다.

목성의 물리적 특성 요약

- 질량 : 1.9 × 10 ²⁷ kg

-적도 반경 : 71492km , 지구 반경의 11 배에 해당.

- 극지 반경 : 66854 km.

-모양 : 0.065의 비율로 극에서 평평 해집니다.

-궤도를 통한 전파 : 7.78 × 10 ⁸ km, 5.2 AU에 해당

- 회전축의 경사 : 궤도면에 대해 3º12.

-온도 : -130ºC (구름)

ᆞ 중력 : 24.8 m / s ²

-자기장 : 예, 적도에서 428μT .

- 분위기 : 수소와 헬륨의 조밀 한 분위기.

ᆞ 밀도 : 1336 kg / m ³

-위성 : 알려진 79 개.

-링 : 예, 어둡고 먼지로 구성되어 있습니다.

목성 구조

목성의 가장 바깥 쪽 층은 구름으로 이루어져 있으며 두께는 50km입니다. 이 구름 층 아래에는 주로 수소와 헬륨의 또 다른 층이 있으며 두께는 20,000km입니다.

기체 상과 액체상 사이의 전이는 압력이 깊이에 따라 증가함에 따라 점진적입니다.

이 액체 층 아래에서 극심한 압력의 결과로 수소와 헬륨 원자의 전자는 핵에서 분리되어 액체 금속 수소의 바다에서 움직이는 자유 전자가됩니다.

더 깊은 깊이에는 지구 직경의 1.5 배에 달하는 단단한 핵이있을 수 있지만 지구보다 30 배 더 무겁습니다. 그리고 그것은 가스와 액체로 구성된 행성이기 때문에 엄청난 회전 속도로 인해 행성은 극에서 평평한 모양을 채택합니다.

목성을 관찰하는시기와 방법

목성은 밝은 흰색으로 보이며 황혼에서 쉽게 볼 수 있습니다. 매우 밝은 금성과 혼동하지 마십시오.

목성의 망원경보기

언뜻보기에 목성은 가장 밝은 별인 시리우스보다 밤하늘에서 더 밝게 빛나며 30 도의 환경에서 연도에 따라 변할 수있는 황도 별자리에 항상 가깝습니다.

그림 3. 작은 망원경을 사용한 목성과 4 개의 갈릴리 위성의 야경. 출처 : @Asismet_IF.

좋은 고정 장착 쌍안경이나 작은 망원경으로 목성은 부드러운 띠가있는 흰색 원반으로 나타납니다.

4 개의 갈릴리 위성은 작은 망원경으로 쉽게 볼 수 있습니다 : 가니메데, 이오, 유로파, 칼리스토. 위성의 위치는 하루에 따라 다르며, 일부는 행성의 뒤나 앞에 있기 때문에 때때로 세 개만 보입니다.

하늘의 행성과 별을 식별하고 검색 할 수있는 몇 가지 모바일 애플리케이션이 있습니다. 그중 스카이지도는 최초의지도 중 하나입니다. 이런 식으로 목성의 위치는 언제든지 위치합니다.

그림 4. 베네수엘라의 카라카스에서 2 월 20 일 오후 11시 14 분에 스카이 맵으로 본 하늘에서 목성과 다른 행성의 위치.

번역 운동

목성의 궤도는 타원형이며 거대한 질량으로 인해 태양 중심 외부에 초점이 맞춰져 있습니다. 13.07km / s의 속도로 여행하는 데 11.86 년이 걸립니다.

이제 행성은 태양의 중심을 중심으로 회전한다고 항상 주장되며, 이는 목성을 제외한 거의 모든 사람에게 상당히 정확합니다.

목성의 번역. 출처 : Easy Java Simulation의 Todd K. Timberlake 작성자 = Francisco Esquembre / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

그것은 목성이 너무 커서 태양-목성 시스템의 회전 중심, 질량 중심 또는 질량 중심이 태양 체 외부에있는 목성을 향해 이동하기 때문입니다.

계산에 따르면 태양-목성 시스템의 무게 중심은 태양 반경의 1.07 배, 즉 태양 외부입니다.

그림 5. 태양-목성 시스템의 무게 중심은 태양 외부에 있으며, 목성의 궤도는 초점 중 하나가 무게 중심에있는 타원입니다. (출처 : spaceplace.nasa.gov)

Perihelion은 목성의 궤도와 태양-목성 시스템의 무게 중심에 위치한 타원의 초점 사이의 최단 거리입니다. 그 값은 816.62 백만 킬로미터입니다.

반대로 아펠 리온은 초점과 궤도 사이의 가장 큰 거리이며 목성의 경우 740.52 백만 킬로미터입니다.

궤도의 편심 률은 원형에서 얼마나 멀리 떨어져 있는지를 나타냅니다. 목성의 궤도는 0.048775의 편심 률을 가지며 타원 중심에서 초점까지의 거리를 타원의 반장 축 길이로 나누어 계산합니다.

회전 운동

자신의 축을 중심으로 목성의 항성 자전주기는 9 시간 55 분 27.3 초입니다. 회전축은 궤도 회전축에 대해 3.13º의 경사를 가지고 있습니다.

너무 부피가 크기 때문에 목성은 태양계의 모든 행성 중에서 가장 짧은 회전주기를 가지고 있습니다.

목성 위성

거대한 행성은 많은 수의 위성이나 위성이있는 것이 특징입니다. 현재까지 79 개의 목성 위성이 집계되었지만 가장 크고 가장 잘 알려진 위성은 1610 년 갈릴레오 갈릴레이가 발견 한 4 개의 위성이며, 근접한 순으로 다음과 같습니다.

-IO, 지구 지름의 ⅓

-유럽, 지구 지름의 ¼

-가니메데, ⅖ 지구의 지름

-지구 지름의 ⅖ 부분 바로 아래의 칼리스토

이 네 개의 인공위성은 함께 모든 목성 인공위성과 고리 질량의 99.99 %를 가지고 있습니다.

목성과 갈릴리 위성 사이에는 비교적 최근에 발견 된 4 개의 작은 내부 위성이 있습니다 (1979).

갈릴리 위성의 외부에는 총 10 개의 일반 위성 그룹과 현재까지 61 개가 알려진 역행 위성 그룹이 있습니다.

궤도 반경 순서에 따라 4 개의 위성 그룹이 정의됩니다.

1. 궤도가 128,000 ~ 222,000km 인 내부 위성 (4 개).
2. 갈릴리 위성 (4)의 궤도는 이오의 경우 422,000km에서 칼리스토의 경우 1,883,000km입니다. 그들은 함께 모든 목성 위성 질량의 99.99 %를 가지고 있습니다.
3. 7,284,000km에서 18,928,000km 사이의 일반 위성 (10 개).
4. 17,582,000km에서 28,575,000km로 역행 위성 (61 개).

목성에는 고리도 있습니다. 그들은 갈릴리 위성보다 낮은 궤도에 있으며 내부 위성의 궤도 사이에 있습니다. 이 고리는 내부 위성이 유성체와 충돌하여 발생한 것으로 생각됩니다.

갈릴리 위성

그림 6. 목성과 4 개의 갈릴리 위성 : Io, Europa, Ganymede 및 Callisto. (출처 : wikimedia commons).

4 개의 갈릴리 위성은 전문가들이 미래의 궁극적 인 식민지화 조건을 충족한다고 믿기 때문에 매우 흥미로운 그룹을 구성합니다.

이오

화산 활동이 강하고 표면은 내부에서 나오는 녹은 용암으로 영구적으로 재생됩니다.

이오의 열 에너지는 주로 목성의 거대한 중력에 의해 생성되는 강렬한 조력에서 비롯됩니다.

유럽

거리순으로 갈릴리 위성 중 두 번째이지만 목성 위성 중 여섯 번째입니다. 그 이름은 유로파가 제우스 (로마 신화의 목성)를 사랑하는 그리스 신화에서 유래되었습니다.

달보다 약간 작으며 얼어 붙은 물이 단단한 껍질을 가지고 있습니다. 그것은 산소 및 기타 가스의 밀도가 매우 높지 않습니다. 매끄럽게 줄무늬가있는 표면은 몇 개의 분화구 만있는 태양계에서 가장 매끄러운 별입니다.

유로파의 빙각 아래에는 거대한 목성의 조력에 의해 움직이는 움직임이 인공위성의 얼음 표면에 지각 활동을 일으키는 바다가 있다고 믿어집니다. 이런 식으로 매끄러운 표면에 균열과 홈이 나타납니다.

많은 전문가들은 유럽이 어떤 종류의 삶을 영위 할 수있는 조건이 있다고 믿습니다.

가니메데

그것은 태양계에서 가장 큰 위성이며 철심이있는 바위와 얼음 맨틀을 가지고 있습니다. 그것의 크기는 거의 절반의 질량으로 수성 행성의 크기보다 약간 큽니다.

바닷물 바다가 표면 아래에 존재할 수 있다는 증거가 있습니다. ESA (European Space Agency)는 2030 년에이를 방문 할 가능성을 고려했습니다.

태양계에서 흔히 볼 수 있듯이, 가니메데의 궤도는 유로파와 이오의 궤도와 공명합니다.

그림 7. 목성의 갈릴리 위성의 궤도 공명. (출처 : wikimedia commons)

칼리스토

그것은 수성의 크기와 거의 같지만 무게의 1/3을 가진 네 번째 갈릴리 위성입니다. 그것은 다른 위성들과 궤도 공명을하지 않지만, 목성과 동 기적으로 회전하며, 항상 행성에 대해 같은 얼굴을 보여줍니다.

표면에는 고대 분화구가 풍부하며 주로 바위와 얼음으로 구성되어 있습니다. 아마도 적어도 100km 두께의 내륙 바다가있을 것입니다.

지각 활동의 증거가 없으므로 분화구는 아마도 운석 충돌로 인한 것일 수 있습니다. 대기는 얇고 분자 산소와 이산화탄소로 구성되어 있으며 상당히 강한 전리층을 가지고 있습니다.

구성

목성은 주로 87 %의 수소와 13 % 정도의 헬륨으로 구성된 두꺼운 대기를 가지고 있습니다. 0.1 % 미만의 비율로 존재하는 다른 가스는 황화수소, 수증기 및 암모니아입니다.

행성의 구름에는 암모니아 결정이 포함되어 있으며 붉은 색은 아마도 황이나 인을 포함하는 분자에서 비롯된 것 같습니다. 눈에 보이지 않는 아래쪽 구름에는 수 황화 암모늄이 포함되어 있습니다.

더 깊은 층에 뇌우가 있기 때문에 이러한 층에는 수증기로 구성된 구름이 포함되어있을 가능성이 큽니다.

내부 구조

목성 내부에서 수소와 헬륨은 엄청난 중력과 두꺼운 대기로 인한 높은 압력으로 인해 액체 형태입니다.

액체 표면 아래 15,000km 이상의 깊이에서 수소 원자는 너무 압축되고 핵이 서로 너무 가까워서 전자가 원자에서 분리되어 전도대로 통과하여 액체 금속 수소를 형성합니다.

물리적 모델은 더 깊은 곳에 무거운 원자로 구성된 암석 핵이 있음을 시사합니다. 처음에는 7 개의 지구 질량의 핵을 추정했지만 최근 모델에서는 14 ~ 18 개의 질량을 가진 핵을 고려합니다.

행성의 행성 형성 이론이 사실이라는 대답에 달려 있기 때문에 그러한 핵이 존재하는지 확인하는 것이 중요합니다.

이 이론에서 행성은 고체 입자의 핵으로 형성되어 더 큰 크기의 더 무거운 고체 물체를 생성하며, 이는 수백만 년 동안 행성을 형성 할 중력 응축의 핵 역할을합니다.

목성의 자기권

목성의 강렬한 자기장으로 인해 행성은 광활한 자기권을 가지고있어, 보이지 않는 경우 달과 비슷한 크기의 지구 하늘에서 볼 수있을 정도입니다.

태양계의 어떤 행성도 자기장의 강도와 범위에서 목성을 능가합니다.

태양풍의 하전 입자는 자기장 라인에 갇혀 주위를 회전하지만 필드 라인을 따라 드리프트 또는 이동합니다.

자력선이 한 극에서 나와 다른 극과 결합함에 따라 하전 된 입자는 운동 에너지를 얻고 극에 집중되어 목성의 극지 대기에서 가스를 이온화하고 여기시켜 결과적으로 광선을 방출합니다.

목성 임무

1973 년부터 목성은 우주 탐사 프로그램을 담당하는 미국 우주국 인 NASA의 다양한 임무에 의해 방문되었습니다.

Pioneer 10과 11, Galileo 및 Cassini와 같은 임무는 목성의 위성을 연구했습니다. 예비 데이터는 그들 중 일부가 생명에 유리한 조건을 가지고 있으며 인간과의 기반을 구축하는 데에도 있음을 시사합니다.

북미 우주국 NASA와 유럽 우주국 ESA는 주로 유로파 위성을 더 자세히 연구하기 위해 목성에 대한 새로운 임무를 계획하고 있습니다.

개척자

파이오니어 10 호는 1973 년 12 월 목성 상공을 비행 한 최초의 우주 탐사선이었습니다. 같은 해 4 월 파이오니어 11 호 탐사선이 발사되어 1974 년 12 월 목성 궤도에 도달했습니다.

이 임무에서 목성과 갈릴리 위성의 첫 번째 클로즈업 사진이 촬영되었습니다. 행성의 자기장과 복사 벨트도 측정되었습니다.

보이저

또한 1973 년에 시작된 보이저 1 호와 보이저 2 호 임무는 다시 태양계 행성의 왕을 방문했습니다.

이 임무를 통해 수집 된 데이터는 행성과 위성에 대해 지금까지 알려지지 않은 특별하고 알려지지 않은 정보를 제공했습니다. 예를 들어 목성의 고리 계가 처음으로 감지되었고 이오 위성은 화산 활동이 심한 것으로 알려져 있습니다.

갈릴레오

1995 년 7 년간의 탐사를 위해 발사되었지만 프로브는 메인 안테나에 심각한 문제가있었습니다. 그럼에도 불구하고 목성의 위성에 대한 귀중한 정보를 보낼 수있었습니다.

그림 9. 목성 주변의 갈릴레오 탐사선. 출처 : Wikimedia Commons. jihemD / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/),

이 임무는 유럽의 지하 바다를 발견하고 이오의 활화산에 대한 자세한 정보를 제공했습니다.

갈릴레오는 유로파의 얼음 표면의 충돌과 그에 따른 오염을 피하기 위해 탐사 탐사선이 목성에 떨어졌을 때 끝났습니다.

카시니

2000 년 12 월, 토성 카시니 / 호이겐스 임무는 보이저 임무와 비슷한 수준의 데이터를 얻었지만 기술 향상으로 인해 훨씬 ​​더 나은 품질을 얻었습니다.

새로운 지평

명왕성으로가는 길에 뉴 호라이즌 우주 탐사선이 2007 년 목성을 방문했습니다.

주노

목성에 대한 가장 최근의 임무는 2016 년 7 월 5 일 행성 궤도에 진입 한 Juno 우주 탐사선입니다. Juno의 임무는 목성 대기와 자기권 및 오로라를 연구하는 것입니다.

이 임무는 기존 목성 데이터와 호환되는 핵심 모델을 결정하는 데 필요한 데이터를 제공하여 이러한 코어가 존재하지 않는다고 주장하는 모델과 비교할 것으로 예상됩니다.

목성에 관한 재미있는 사실

-목성, 토성, 천왕성, 해왕성의 4 개의 거대 행성 중 직경이 가장 큽니다.

-목성이 차지하는 부피에는 1300 개의 지구 크기의 행성이 적합합니다.

-목성은 거대한 질량을 가지고 있으며, 태양계에 남아있는 7 개의 행성 질량의 합보다 2.5 배 더 큽니다.

-고체 핵은 45 억년 전 태양계를 탄생시킨 원시 가스와 먼지 원반 이후 100 만년 만에 형성된 것으로 추정된다.

-목성은 태양계에서 가장 짧은 날을 가진 행성입니다. 자전주기는 9 시간 55 분입니다.

-태양계에서 가장 방사능이 강한 행성으로 대기에 의해 반사되는 햇빛과는 별도로 주로 적외선 범위에서 자체 복사에 기여합니다.

-목성은 태양계에서 가장 큰 위성을 가지고 있습니다 : 가니메데, 반경은 달의 1.5 배, 지구 반경의 0.4 배입니다.

대기의 -80 %는 수소와 헬륨으로 구성되어 있으며 이는 17 %를 차지합니다. 나머지는 수증기, 메탄, 암모니아 및 에탄과 같은 다른 가스입니다.

-목성의 구름은 약 50km 두께의 얇은 층을 형성하는 암모늄 결정으로 구성됩니다. 그러나 대기의 총합은 약 20,000km로 태양계의 모든 행성 중에서 가장 두껍습니다.

-태양계에서 가장 크고 가장 긴 역 기압 소용돌이가있는 행성 인 대적점입니다. 300 년 이상 존재 한 그 크기는 지구 직경 2 배보다 큽니다.

-철, 니켈 및 액체 금속 수소의 극도로 밀도가 높은 코어를 가지고 있습니다.

-영구적 인 오로라를 생성 할 수있는 강한 자기장을 가지고 있습니다.

-중력 가속도가 가장 높은 태양 행성으로, 대기 끝에서 지구 중력의 2.5 배로 추정됩니다.

-최근 조사에 따르면 Juno 우주 탐사선의 데이터 분석을 기반으로 적도 지역에 물이 풍부함을 나타냅니다. Nature Astronomy 저널에 실린 2020 년 2 월 10 일자 NASA 보고서에 따르면, 행성 적도 대기의 0.25 %가 물 분자로 구성되어 있다고합니다.

참고 문헌

1. 천체 물리학과 물리학. 출처 : astrofisicayfisica.com
2. Seeds, M. 2011. 태양계. 제 7 판. Cengage 학습.
3. 우주. 우리 태양계에서 가장 큰 행성. 출처 : space.com
4. Wikipedia. 목성 위성. 출처 : es.wikipedia.org.
5. Wikipedia. 목성 (행성). 출처 : es.wikipedia.org.
6. Wikipedia. 목성 (행성). 출처 : en.wikipedia.org.