행성들의 제왕 제일 큰 행성 목성

목성은 태양계에서 가장 큰 거대 행성입니다. 지름은 지구의 약 11배이고, 부피는 1,300배, 질량은 300배에 달합니다. 태양계의 다섯 번째 행성이자 외행성계의 첫 번째 행성인 이 거대 기체 행성은 내부도 굉장히 기묘합니다. 목성의 내부 중심에는 지구 크기 정도의 암석 핵이 있고 그 위를 액체 금속 수소층이 덮고 있습니다. 따라서 목성은 태양계에서 가장 강력한 자기장을 자랑하며, 중력은 지구의 2.5배가 넘습니다. 목성은 태양계 천체 중 가장 많은 대기를 지니고 있습니다. 목성의 대기는 대부분 수소와 헬륨으로 구성되어 있고, 대기 상단부는 구름층으로 덮여 있습니다. 구름층은 각각 암모니아 얼음 결정, 암모니아와 유호항의 혼합물, 수증기로 이루어져 있습니다. 목성 대기의 최상층은 띠와 구역으로 나뉘며, 시속 600km 이상의 강한 바람이 이곳을 휩쓸고 지나갑니다. 목성의 남위 22도 지점에는 대적점이 있습니다. 이는 목성 대기 내 물질이 태양 자외선과 반응해 유기 화합물을 생성하며 생기는 거대한 붉은빛 폭풍 현상을 가리킵니다. 목성 주변에는 90개 이상의 위성이 존재합니다. 그중 가장 큰 위성은 이오, 유로파, 가니메데, 칼리스토로, 갈릴레오 갈릴레이에게 발견되어 갈릴레이 위성이라고 불립니다. 갈릴레오 갈릴레이는 1610년에 망원경으로 하늘을 관측하다가 최초로 목성의 위성을 발견했습니다. 그로부터 몇 년 지나지 않아 독일의 천문학자 시몬 마리우스도 목성의 위성을 관측하고 오늘날까지 사용되는 이오, 유로파, 가니메데, 칼리스토라는 이름을 붙였습니다. 목성에서 가장 가까운 이오는 화산의 세계로, 수백만 년에 걸쳐 어마어마한 양의 용암을 분출하고 있습니다. 이처럼 격렬한 화산 활동이 일어나는 원인은 이오가 목성과 다른 세 개의 갈릴레이 위성 사이에 놓인 강력한 중력장 속에 있기 때문입니다. 목성과 위성들이 잡아당기는 힘으로 이오의 형태가 왜곡되고, 그 과정에서 내부에 마찰열이 생겨 핵이 가열되며 화산 활동이 활발해지는 것입니다. 이를 조석 가열이라고 합니다. 조석 가열은 이오뿐만 아니라 태양계 내의 다른 위성에서도 종종 일어나는 현상입니다. 유로파는 달보다 약간 작은 크기이며 철 성분의 중심핵을 규산염이 뒤덮고 있습니다. 표면은 얇은 산소 분자로 이루어진 대기층으로 덮여 있지만 대기가 비교적 희박합니다. 학자들은 유로파 내부에 방사성 원소의 붕괴로 인해 가열된 지하 바다가 존재할 가능성이 높다고 보고 있습니다. 이는 생명체가 존재하기에 유리한 조건으로 평가됩니다. 하지만 유로파는 목성의 강력한 자기장 영향권 안에 있기 때문에 고에너지 방사선에 지속적으로 노출됩니다. 이곳에 생명체가 존재한다면, 방사선에 매우 강한 특성을 지녔을 가능성이 큽니다. 가니메데는 태양계에서 가장 큰 위성으로, 행성인 수성보다도 거대합니다. 가니메데의 표면은 어둡고 골짜기와 능성이 교차해 있습니다. 또한 태양계 형성 초기의 파편이 충돌해 형성된 크레이터 주변에서 얼음이 튀어나와 밝은 반점처럼 보이는 특징도 있답니다. 가니메데에는 약한 자기장이 존재하며, 희박하긴 하지만 오존과 수소를 포함한 얇은 대기층도 확인됩니다. 칼리스토는 오래된 충돌 크레이터가 표면 여기저기에 흩어져 있어 목성에서 가장 어둡게 보이는 위성입니다. 칼리스토에서는 어떤 내부 활동도 일어나지 않는 것처럼 보이지만, 얼음 지각 아래에 바다가 있을 가능성도 무시할 수 없습니다. 1977년, 나사에서는 태양계 천체를 순차적으로 탐사하고자 보이저 1호를 쏘아올렸습니다. 보이저 1호는 1979년경 목성을 지나며 목성 주변 고리를 사진으로 촬영해 지구에 전송했습니다. 이로써 목성은 토성, 천왕성에 이어 세 번째로 고리가 발견된 행성이 되었습니다. 하지만 목성의 고리는 대부분 먼지로 이루어져 있어 매우 어둡고 희미하게 보여, 탐사선이 가까이 접근하기 전까지는 그 존재조차 인지하기 어려웠습니다. 이후 1989년에는 목성 탐사를 위해 갈릴레오호가 발사되었고, 이 탐사선은 목성의 고리를 더욱 정밀하게 관측했습니다. 현재는 허블 우주망원경도 목성 고리에 대한 지속적인 관측을 이어가고 있습니다. 목성의 고리는 안쪽부터 차례로 세영역으로 나뉩니다. 가장 안쪽에 위치한 헬일로 고리는 수직 두께가 가장 두껍고, 그다음의 주 고리는 가장 밝게 빛나는 구조입니다. 바깥쪽에 있는 거미줄 고리는 다시 아말테아 고리와 테베 고리로 나뉘며, 이는 각각 목성의 위성인 아말테아a와 테베의 공전 궤도에 영향을 받아 형성된 것으로 추정됩니다.