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봄의 전령사 목성

애인을 넷이나 거느리고 있는 목성

초저녁이 지나 밤이 제법 깊어지면 동쪽 하늘에 밝은 노랑별이 보이는데 이것이 바로 목성이다. 서양에서는 목성을 그리스·로마 신화의 주피터(Jupiter), 즉 제우스(Zeus) 신의 이름으로 불렀다. 목성은 서울 길거리에서도 잘 보이는데 캄캄한 시골 밤하늘에서 보면 별이라기에는 어색할 정도로 밝다. 그래서 UFO로 착각하고 신고전화를 거는 사람들도 꽤 많다.

목성은 올 봄 내내 잘 보이게 되어 시민천문대들의 주요 관측대상이 될 것이다. ‘과학의 달’인 4월 전국에서 벌어질 크고 작은 별 축제의 주인공도 목성이 될 수밖에 없는 것이다. 한마디로 올 봄은 ‘목성의 계절’이라 할 수 있다.


◆ 쌍안경으로 보는 목성의 위성

굳이 천체망원경이 아니더라도 좋은 쌍안경만 있으면 목성의 위성 네 개를 쉽게 볼 수 있다. 쌍안경의 시야에는 작고 둥근 금덩어리 같은 목성과 그 옆에 모래알만한 네 개의 위성이 보인다. 이 네 개의 위성은 1610년 이탈리아의 갈릴레이(Galilei)에 의해 처음으로 발견되었다. 이 ‘갈릴레이의 위성들’은 그 후 목성에 가까운 것부터 이오(Io), 유로파(Europa), 가니메데(Ganimede), 칼리스토(Callisto)라고 차례로 명명되었는데 모두 제우스가 사랑했던 미인들을 가리킨다. 따라서 제우스, 즉 목성은 영원히 네 애인을 주위에 거느리고 태양을 공전하게 된 것이다.

[사진설명] 보이저 탐사선이 촬영한 목성.


목성의 위성들 중에는 아주 작은 것도 많기 때문에 전부 몇 개나 되는지 아직도 정확히 모르며 이미 발견된 것만 해도 60개가 넘는다. 거기에 비하면 갈릴레이의 위성들은 워낙 커서 달로 취급받기에는 억울한 면이 없지 않다. 실제로 가니메데는 수성보다도 조금 크다.

수성만한 위성들이 쌍안경으로 보면 모래알 만하게 보일 정도니 상대적으로 목성은 얼마나 큰지 짐작할 수 있다. 목성은 태양계 행성 중 가장 커서 그 지름이 수성의 약 28배, 지구의 약 11배나 된다. 그런데 그렇게 커다란 덩치에도 불구하고 자전주기가 불과 9시간 50분밖에 되지 않는다. 빠른 자전은 대부분 수소와 헬륨의 유체로 만들어진 목성을 납작하게 만들고 있다. 이는 목성의 모든 사진으로부터 쉽게 확인할 수 있는데 실제로 쌍안경으로만 봐도 목성은 타원 모습을 하고 있다.

목성은 태양계의 다섯 번째 행성으로 공전주기가 11.86년에 이르며 궤도 반지름이 지구의 5.2배나 된다. 이렇게 지구로부터 멀리 떨어져 있음에도 불구하고 표면이 햇빛을 잘 반사하고 크기 때문에 목성은 밝게 보이는 것이다.


◆ 항성이 될 뻔한 목성

시민천문대의 천체망원경 등을 통해서 관찰해 보면 목성은 마치 커다랗고 붉은 눈을 하나 가지고 있는 것처럼 보인다. 지구보다 큰 이 타원 모양의 대적반(great red spot)은 허리케인과 같은 소용돌이 태풍인 것으로 믿어지고 있다. 대적반은 1672년 이탈리아의 카시니(Cassini)에 의해 발견된 이래 아직까지도 그 모습을 유지하고 있다. 목성 표면은 태양계의 모든 행성 중에서 가장 뚜렷한 적갈색 줄무늬를 보여주고 있다. 목성은 태양과 마찬가지로 주로 수소와 헬륨으로 구성되어 있기 때문에 내부 온도가 1000만℃를 넘기만 하면 당장이라도 태양처럼 빛날 수 있다. 따라서 목성은 태어나지 못한 ‘제2의 태양’이라고 말할 수 있다.




[사진설명] 보이저 탐사선.


목성과 위성들의 자세한 모습은 1979년 탐사선 보이저(Voyager)가 접근하면서 밝혀지기 시작했다. 보이저는 현재 우리 태양계를 벗어나 끝없는 항해를 계속하고 있다. 보이저는 목성도 토성처럼 고리를 가지고 있다는 사실을 처음으로 밝혔는데 워낙 엷어 천체망원경으로는 볼 수 없다.


[사진설명] 슈메이커-레비 혜성의 폭격을 받은 목성.


보이저가 밝힌 목성 표면의 모습은 클라크(Clark) 소설을 원작으로 1984년 만들어진 SF 영화 <스페이스 오디세이 2010>에서 실감나게 재현되어 관객들의 감동을 자아냈다. 이 영화의 마지막 장면에서는 인공적 폭발로 점화된 목성이 태양처럼 빛나기 시작한다. 클라크가 ‘목성의 한’을 풀어준 셈이다. 이 영화의 1편 격인 큐브릭(Kubrick) 감독의 <스페이스 오디세이 2001>은 1968년에 만들어졌다고는 믿어지지 않는 SF 영화의 고전이다.

목성은 1994년 슈메이커-레비(Shoemaker-Levy) 혜성의 핵이 21개로 갈라져서 차례로 충돌해 더욱 유명해졌다. 핵 하나하나는 약 1억 개의 원자폭탄에 맞먹는 파괴력을 지니고 있어 지구보다 큰 흔적을 남겼었다. 상상만 해도 끔찍한 일이지만, 그 중 하나가 지구로 떨어졌다면 아마 지구의 모든 생명체는 절멸했을 것이다.


◆ 유명한 4개의 갈릴레이 위성

보이저에 의해 더욱 자세히 알려진 갈릴레이의 위성들은 수소와 헬륨 유체로 구성되어 있는 목성과는 달리 암석으로 만들어져 있다.

가니메데는 갈릴레이의 위성 중 가장 크다. 이오나 유로파에 비해 더 많은 얼음으로 덮여 있기 때문에 빛을 반사하여 밝게 보인다. 표면은 밝은 부분과 어두운 부분으로 나뉘어져 있는데 밝은 부분에는 긴 골짜기가 밀집해 있고 어두운 부분에는 구덩이가 많다.

칼리스토의 표면은 많은 구덩이로 덮여 있다. 칼리스토는 갈릴레이 위성 중 목성으로부터 가장 멀리 떨어져 있고 표면 반사율이 낮아 어둡게 보인다. 표면은 얼음과 암석으로 이루어져 있다.




[사진설명] 갈릴레이 위성의 모습. 왼쪽부터 가니메데, 칼리스토, 이오, 유로파.


이오는 태양계에서 지구 이외에 활화산을 가진 유일한 천체다. 화산 활동으로 분출된 이산화황 등의 물질이 표면에서 식어 노랑이나 주황색을 띤다. 화산에서 물질들은 초속 1km 속도로 분출되어 100km 높이까지 이르는 것으로 관측된다.

유로파의 지각은 100km 두께의 얼음으로 덮여 있다. 표면에는 많은 줄무늬가 있는데 얼음의 균열 사이로 가스나 암석이 분출되어 검게 쌓인 것으로 믿어진다.



박석재 한국천문연구원 책임연구원

< 출처 : 국정브리핑, 2005. 3. 24 > - 무단전재 및 재배포 금지 -

2005-03-24 15:24:21

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