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목성은 태양계에서 태양을 제외하면 가장 크기가 큰 행성이다. 강한 중력으로 많은 소행성들을 끌어들여 간접적으로 지구를 지켜주고 있는 목성, 오늘은 이러한 목성의 대기는 어떻게 구성되어 있는지, 목성의 특징은 무엇인지, 인류가 목성을 어떤 과정으로 탐사했는지, 마지막으로 목성에 관해 전해져 내려오는 신화는 무엇이 있는지에 대해 알아보겠다.
목성의 대기
목성은 암석으로 구성된 것이 아닌, 90% 이상의 소용돌이치는 가스로 구성되어 있다. 목성의 구성 요소는 89%의 수소, 10%의 헬륨, 그리고 소량의 메탄, 수증기, 암모니아, 기타 중수소화합 등이 나머지 1%를 이루고 있다. 이 구성은 암석형 행성인 지구와는 다른 특성이며, 태양과는 유사하다. 목성의 대기를 이루는 층은 크게 3가지로 분류된다. 관찰 가능한 구름의 대부분을 형성하는 가장 바깥 층을 이루는 대류권, 이 대류권 위 약 320km까지 뻗어있는 성층권, 마지막으로 성층권 위쪽으로 형성되어 주변 우주 환경과 합쳐지는 구간인 열권이 있다. 목성의 대기는 주로 기체로 구성되어 있기 때문에 대기가 빠르게 회전하여 목성의 하루 길이는 지구 시간으로 10시간 미만이다. 또한 목성의 대기에서는 오로라, 번개 등 다양한 대기 현상이 일어난다.
목성의 특성
목성은 지구에서 소형 망원경으로도 흐릿하게 관측할 수 있을 정도로 큰 소용돌이를 가지고 있다는 특징이 있다. 이 소용돌이는 지름 15,000km로, 지구 크기의 2배이며 대적반, 또는 대적점이라고 칭한다. 대적반은 1800년대에 발견되었고 이후 350년이 지나도록 계속 유지되고 있다. 목성에서 독특하게 관찰되는 이 소용돌이 때문에 사람들은 목성을 외눈박이 괴물이라고 부르기도 했다. 2018년에 발표된 내용에 의하면 목성에 존재하는 대적반의 크기가 점점 작아지고 있으며, 향후 20년 내에 소멸할 수도 있다는 가능성이 제기되고 있다.
목성의 또 다른 특징으로는 고리가 있다는 것이다. 토성과 천왕성에 이어 태양계에서 3번째로 고리가 발견된 행성이다. 또한 밝은 색을 띠는 줄무늬인 '대'와, 어두운 색을 띠는 줄무늬인 '띠'가 관찰된다는 특징도 있다. 마지막으로, 목성은 95개의 위성을 가지고 있는 것으로 알려져 있고, 그중 대표적인 위성은 갈릴레오 갈릴레이가 발견한 이오, 유로파, 가니메데, 칼리스토 4개의 위성이며 이들은 지구에서도 망원경을 통해 관측 가능하다. 현재 가장 많이 탐사된 목성의 위성이 이 갈릴레이 4대 위성이다.
목성의 탐사
현재 목성으로 보낸 탐사선은 9대이다. 최초로 목성에 접근했던 우주선 태양계 외부로 나갔던 나사의 첫 번째 우주선이자 쌍둥이 우주선으로 알려진 파이어니어 10호와 11호이다. 1972년 3월에 파이어니어 10호가 발사되어 1973년 12월에 목성에 접근했고, 1973년 4월, 파이어니어 11호가 발사되어 1974년 12월에 목성에 접근했으며, 각각의 우주선은 목성의 위성들을 저해상도로 촬영하는 데 성공한다. 이 탐사를 통해 인류는 목성의 위성 이오에 있는 옅은 대기를 관찰할 수 있었으며, 목성의 자기장이 지구 자기장의 14배로, 태양계 행성 중 가장 강한 자기장을 가지고 있음을 알 수 있었다. 이후 보이저 1호, 2호가 목성에 접근하여 위성을 가까이 관찰했는데, 목성의 위성인 유로파의 표면에서 얼음 성분을 발견하였고, 이오에서는 황이 풍부한 분출물로 표면이 덮여 있다는 점과, 이오의 표면에서 연기가 뿜어져 나오는 것을 통해 목성의 위성인 이오는 화산활동이 진행 중이라는 것을 발견할 수 있었다. 또한, 보이저호는 목성의 가느다란 고리를 직접 촬영하여 지구로 전송하는 데에도 성공한다. 또 1992년에는 율리시스호가 목성을 관찰하면서 자기장과 태양풍을 관측하였다. 1995년에는 갈릴레오 탐사선이 본격적으로 목성을 탐사하기 시작했다. 이 탐사선은 궤도선과 대기 탐사선으로 구성되어 있었는데, 목성 궤도에 들어선 후 대기 탐사선은 목성의 구름 사이로 들어갔으나 높은 기압과 온도로 1시간을 버티지 못하고 기능을 다하게 된다. 그 잠깐의 시간 동안 갈릴레오 대기 탐사선은 목성 대기의 구성과 구름 상부에 강력한 방사능이 존재하는 대를 확인하는 데 성공하였다. 갈릴레오 궤도선은 이후 7년 이상을 목성 궤도를 돌며 목성과 그 위성을 관찰한다. 이후 갈릴레오 탐사선은 과학자들의 결정에 의해 목성으로 추락하며 역할을 마치게 된다. 그리고, 2011년 발사되어 현재까지도 목성을 탐사하고 있는 탐사선 주노는 목성에서 치는 번개, 목성 대기 속의 물 분자가 차지하는 비율, 이오의 활발한 화산활동, 가니메데의 얼음 표면 위 존재하는 크리에이터, 칼리스토의 거대한 운석 충돌구 발할라와 아스가르드 관측 등 큰 활약을 진행 중이다. 현재 주노 탐사선은 2025년 9월까지 임무 수행 기간을 확장한 상태이다.
목성의 신화
목성의 영문 이름은 그리스 신화 속에 나오는 인물인 제우스를 의미하는 주피터(Jupiter)이다. 제우스는 그리스 신화에 등장하는 모든 신들 중 최고의 신으로, 연애를 좋아하는 그와 얽힌 4명의 여성 인물인 이오, 유로파, 가니메데, 칼리스토가 있었는데, 그녀들의 이름을 따 목성의 주위를 도는 4대 위성의 이름을 붙였다고 한다. 중국에서 떠도는 목성의 신화로는, 목성을 신화 속 생물인 천룡에 빗대어 표현한다. 천룡은 권력, 지혜의 상징으로 추앙받았으며, 천룡, 즉 목성의 움직임은 행운이나 재난의 징조로 해석되었다. 북유럽에서는 목성을 천둥, 번개, 폭풍의 신인 토르로 묘사된다. 토르는 묠니르라는 망치로 파괴와 혼돈의 세력으로부터 인간과 신을 보호했다고 하여, 목성을 이런 토르의 존재에 빗대어 표현하였다고 한다.