목성과 토성 1

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목성과 토성은 불법 식용색소를 넣은 핫도그 같다. 우리가 알 수 없는 것은 소시지가 아니라 첨가물이다. 두 행성의 망원경 사진에서 보이는 것이라고는 구름밖에 없다. 이 구름은 암모니아 결정, 얼음, 그리고 황화수소암모늄이라고 불리는 화합물로 이루어져 있다. 물방울로 이루어진 구름도 있다. 하지만 겉모습은 속임수일 뿐이다. 이 구름은 극미량의 물질로 이루어져 있다. 목성과 토성은 태양처럼 대부분 수소와 헬륨으로 이루어져 있다. 수많은 연구에도 불구하고 목성의 대적점이 왜 붉은색인지, 그리고 왜 거대한 두 행성의 구름이 옅은 황백색을 띠는지 알려진 게 없다. 목성과 토성은 4개의 목성형 행성 중에서 가장 크다. 목성의 질량은 지구의 약 318배이며 토성은 95배를 넘는다. 결과적으로 어마어마한 중력이 작용하며 행성의 내부로 들어 갈수록 겹겹이 쌓인 층 때문에 받는 압력이 높아진다. 목성이나 토성의 중심부로 내려가는 일은 마치 심해로 잠수하는 것과 유사하다. 더 깊이 내려갈수록, 압력이 높아진다. 하지만 거대 가스 행성은 바다와는 다르게 깊이 들어갈수록 온도가 급격하게 상승한다. 목성에서 스쿠버다이빙을 할 생각은 하지 않는 게 신상에 이롭다. 천문학자들이 관측 가능한 부분은 맨 위의 구름층인데 목성의 경우 온도가 -149도까지 내려가며 토성은 -178도까지 내려간다. 하지만 더 깊이 들어가면 압력이 작용한다. 목성의 구름 밑으로 1만 킬로미터까지 들어가면 압력은 지구 해수면 기압의 100만 배로 치솟는다. 온도는 태양의 표면과 비슷하다. 하지만 목성은 태양보다 더 괴이하다. 그 정도 깊이에 있는 짙은 기체의 농도는 태양의 표면보다 훨씬 높으며 뜨거운 수소 가스가 강한 압력을 받아서 마치 액체 금속과 같은 상태가 된다. 이 소용돌이치는 이 액체 금속수소는 목성과 토성에 강한 자기장을 만들며 먼 우주까지 영향을 미친다. 목성과 토성은 적외선을 받으면 격렬한 빛을 내는데 태양에서 받는 에너지만큼이나 많은 에너지를 만든다. 목성 밖으로 나가는 열과 태양에서 들어오는 열이 만나서 목성의 대기를 휘저으며 제트기류, 허리케인, 그리고 여러 종류의 폭풍을 만들어내는데 이 때문에 이 두 행성의 모습이 계속 바뀐다. 목성의 질량은 태양의 대략 1000분의 1 정도이다. 가끔 과학자들은 목성이 '별이 되지 못한 행성'이라고 부르기도 한다. 지금보다 80이나 90배 정도 더 큰 질량을 가졌더라면 중심의 온도와 압력이 높아져서 기나긴 핵융합이 시작될 수 있었다. 어쩌면 목성은 혼자 힘으로 빛을 발하는 별이 되었을지도 모른다. 목성의 지름은 약 14만 3,000킬로미터이며 지구보다 약 11배 정도 크다. 이 거대 행성은 아주 빠른 속도로 자전하며 한 번 완전히 도는 데 9시간 55분 30초밖에 걸리지 않는다. 목성은 빠른 자전 속도 때문에 적도가 툭 튀어나왔으며 극이 납작해졌다. 공기가 안정한 맑은 날에 망원경으로 목성을 보면 위아래로 찌그러진 모습을 볼 수 있다. 목성의 빠른 회전은 적도에 평행하며 시시각각 변하는 구름의 줄무늬를 만드는 원인 중 하나다. 망원경으로 보이는 목성의 모습은 사실 목성을 덮고 있는 구름의 꼭대기다. 관측환경, 망원경의 크기와 성능, 목성의 환경에 따라 1~20개 사이의 구름 줄무늬를 볼 수 있다. 목성의 줄무늬에서 어두운 부분을 띠라고 부르며 밝은 부분을 대라고 한다. 망원경으로 보면 목성은 동그란 원반처럼 생겼다. 정확히 원반 중심 부분을 적도대라고 하며 위아래로 보이는 띠가 북적도줄무늬(NEB)와 남적도줄무늬(SEB)이다. 남적도줄무늬(SEB)에서는 대적점을 볼 수 있는데 목성의 눈에 띄는 특징 중 하나이다. 대적점은 대기 교란 현상의 일종으로 거대한 허리케인과 견줄 수 있는데 목성 대기에서 최소 지난 120년간 맴돌고 있다. 사실 대적점은 1664년에도 관측되었다. 목성도 금성처럼 찾기 쉬운 행성에 속하는데 어떤 별보다도 밝게 빛나기 때문이다. 만약 행성의 위치를 자동으로 잡아주는 컴퓨터 망원경이 있다면 가끔 목성을 낮에도 관측할 수 있다. 예외적인 환경에서 낮에 쌍안경이나 심지어 맨눈으로 목성이 보이기도 한다. 하늘이 짙은 푸른색이거나 대기에 먼지가 거의 없으면 더 쉽게 관측할 수 있으며 스카이사파리5 같은 스마트폰 앱도 도움이 된다. 목성을 쉽게 찾을 수 있다면, 조금 더 자세한 관측을 할 준비가 된 것이다. 이제부터 목성의 특징과 위성을 찾는 방법을 설명하겠다. 대적점은 남적도줄무늬(SEB)에서 일어나는 폭풍이며 지구 하나가 들어갈 정도의 크기인데 더 커졌던 때도 있었다. 대부분의 목성에서 나타나는 특징들처럼 시간이 지남에 따라 바뀐다. 색깔도 마찬가지로 짙어지기도 하고 옅어지기도 한다. 대적점 근처의 흰색 구름은 아마추어 망원경으로도 관측하기에 무리가 없을 만큼 크며 남적도줄무늬를 따라 움직인다. 가끔씩 남적도줄무늬(SEB)의 구름이나 다른 띠가 마치 늘어지는 것처럼 보일 때도 있는데 보통 경도 방향으로 늘어난다. 선 모양의 이런 구름을 페스툰이라고 하는데 이 흥미로운 모습을 찾아내는 작업은 정말 신나는 일이다. 목성을 적외선으로 관측한 결과 대적점 부근의 대기는 다른 북적도줄무늬(NEB)와 남적도줄무늬(SEB)이다. 남적도줄무늬에서는 대적점을 볼 수 있는데 목성의 눈에 띄는 특징 중 하나이다. 대적점은 대기 교란 현상의 일종으로 거대한 허리케인과 견줄 수 있는데 목성 대기에서 최소 지난 120년간 맴돌고 있다. 사실 대적점은 1664년에도 관측되었다.