우주15.목성
목성의 특성
목성의 내적 나선형 이동은 약 700,000년 지속되며 지구가 형성된 이후 약 2~3백만 년 이후 계속되었습니다. 목성과 토성은 평균 모션 공명에 갇히자 다시 내부 시스템에서 현재 위치로 이동했다. 이 출발은 지구를 포함한 잔해에서 내부 행성의 형성을 허용했다. 그러나 대압설에서 유래한 지상 행성 형성 시 저율은 측정된 지상체 조성과 일치하지 않는 것으로 나타났다. 또한 태양 성운에서 실제로 외부 이동이 발생할 가능성은 매우 낮습니다. 사실 일부 모델은 목성의 유사체 형성을 예측했고, 그 속성은 우리 시대 행성의 것에 가깝습니다. 목성은 태양계에서 가장 오래된 행성일 가능성이 높습니다. 태양계 형성의 현재 모델은 목성이 눈높이 또는 그 너머에 형성되었음을 시사한다. 목성의 상부 대기는 약 90%의 수소와 10%의 헬륨이다. 헬륨 원자는 수소 원자보다 더 거대하기 때문에 목성의 대기는 약 75%의 수소와 24%의 헬륨으로, 나머지 1%는 다른 원소로 구성됩니다. 대기에는 메탄, 수증기, 암모니아 및 실리콘 기반 화합물의 미량이 포함되어 있습니다. 탄소 에탄 황화수소 네온 산소 인산 황 등의 흔적도 있다. 대기의 가장 바깥쪽 층에는 냉동 암모니아 결정이 포함되어 있습니다. 적외선 및 자외선 측정에 의해 미량의 벤젠과 기타 탄화수소도 발견되었습니다. 수소와 헬륨의 대기 비율은 원시 태양 성운의 이론적 구성에 가깝습니다. 상부 대기 중의 네온은 질량만 20개의 부품으로 구성되어 있으며 이는 태양처럼 10분의 1 정도가 풍부합니다. 헬륨은 태양 헬륨 조성물의 약 80%에서 고갈된다. 이 고갈은 행성 내부의 이런 원소들의 강수량의 결과입니다. 분광기를 바탕으로 하여 토성은 목성과 구성과 유사하다고 생각되지만 다른 거대한 행성 천왕성과 해왕성은 상대적으로 적은 수소와 헬륨과 비교적 많은 얼음을 가지고 있어 얼음 거인이라고 합니다.
목성은 수소를 융합해 별이 되려면 약 75배나 커야 하는데, 가장 작은 적색 왜성은 목성보다 반경으로 약 30% 더 크다.
그럼에도 불구하고 목성은 여전히 태양으로부터 받는 것보다 더 많은 열을 방출한다. 내부에서 생산되는 열의 양은, 수신하는 총 태양 카피와 비슷합니다. 이 추가 열은 수축을 통해 켈빈-헬름홀츠 메커니즘에 의해 생성됩니다. 이 과정에서 목성의 약 1 mmyr로 수축시킵니다.
목성의 내부구조는 깊은 층의 액체로 아래로 확대하는 가스로 취급하는 것이 편리합니다. 물리적으로 명확한 경계가 없으며 깊이가 증가함에 따라 가스가 매끄럽게 뜨거워지고 밀도가 높아집니다. 헬륨과 네온의 비 같은 방울은 낮은 대기를 통해 아래로 침전하여 상부 대기권에서 이러한 원소의 풍부를 고갈시킵니다. 다이아몬드의 우량뿐만 아니라, 토성과 얼음의 거인인 천왕성과 해왕성에 발생하는 것이 제안되었습니다. 목성 내부의 온도와 압력은 안쪽으로 끊임없이 증가하며 이는 전자레인지 방출로부터 관찰되며 형성의 열은 대류를 통해서만 탈출할 수 있기 때문에 요구된다. 10 바(1 MPa)의 압력 수준으로 온도는 약 340K(67℃;152℃)입니다. 수소는 항상 매우 중요합니다(즉, 1차 상전이를 결코 발생하지 않습니다). 온도가 5,000K(4,730℃; 8,540°F)의 약 100-200 GPa에서 분자 유체에서 금속 유체로 점차 변화해도. 목성의 희석 코어 온도는 약 20,000K(19,700℃; 35,500°F) 또는 약 4,500 GPa의 예상 압력으로 추정됩니다. 목성은 암모니아 결정으로 구성된 구름과 아마도 암모늄 하이드로 황화로 덮여 있을 것이다. 구름은 열대 지방에 있고 열대로 잘 알려진 다른 위도의 밴드에 있습니다. 이들은 밝은 색 영역과 어두운 벨트로 세분화됩니다. 이러한 충돌하는 순환 패턴의 상호 작용은 폭풍과 난류를 유발합니다. 초당 100m(시속 360km 220 mph)의 풍속은 구역 제트스트림에서 흔히 볼 수 있습니다. 구름층은 약 50km(31마일) 깊으며 두꺼운 하부 데크와 얇은 선명한 지역인 최소 두 개의 구름 데크로 구성되어 있습니다. 또한 암모니아 층 아래에 수운이 얇은 층이 있을지도 모르는 것입니다. 수운의 존재를 지원하는 것은 목성의 대기에서 감지되는 번개의 섬광이다. 이러한 전기방전은 지구 상의 천둥만큼이나 최대 천배 강력해집니다. 수운은 내부에서 상승하는 열에 의해 구동, 지상 뇌우와 같은 방식으로 뇌우를 생성하는 것으로 가정한다. 목성의 상부 대기권에서는 대기가 보다 많은 번개가 관찰되며 밝은 빛의 섬광은 약 1.4밀리 초간 계속됩니다. 이들은 '엘프' 또는 '스프라이트'로 알려져 있으며 수소에 의해 파란색 또는 분홍색으로 나타납니다. 목성의 자기장은 적도의 4.2 가우스(0.42mT)부터 극의 10-14 가우스(1.01.4mT)까지 지구보다 14배 강하며 태양계에서 가장 강합니다(태양흑점 제외). [77] 이 분야는 액체금속 수소 코어 내에서 수행 재료의 소용돌이 움직임인 에디 전류에 의해 생성되는 것으로 생각됩니다. 달의 화산 이오(Io)는 다량의 이산화황을 방출하여 달 궤도를 따라 가스 토러스를 형성합니다. 가스는 자기권에서 이온화되어 황과 산소 이온을 생성하는 목성의 대기에서 유래하는 수소 이온과 함께 목성의 적도 평면에 플라스마 시트를 형성한다. 시트의 플라스마는 행성과 공동 회전하여 이 폴 자기장을 자력 디스크로 변형시킵니다. 플라스마 시트 내의 전자는 소비자급 단파 무선 수신기를 통해 지구 상에서 감지할 수 있는 0.6~30 MHz 범위에서 버스트를 생성하는 강력한 무선 서명을 생성합니다. 행성에서 약 75 목성 반대로 태양풍과 자기권의 상호작용은 활 충격을 낳습니다. 목성의 자기권을 둘러싼 자기 경전은 자기 부 안쪽 끝에 위치한 자기 경전으로 이는 활의 충격과 활 사이의 영역이다. 태양풍은 이 지역과 상호작용하여 목성 마을 쪽의 자력 구를 길게 만들어 토성 궤도에 거의 도달할 때까지 바깥쪽으로 확장한다. 목성의 자기권은 행성의 극지로부터 전파 방출의 강렬한 에피소드에 대한 책임이 있습니다. 목성의 달 유황 화산 활동은 목성의 자기권에 가스를 주입하여 행성에 대한 입자의 토러스를 생성합니다. Io가 이 트러스를 통과함에 따라 상호작용은 이온화된 물질을 목성의 극지방으로 운반하는 알프벤 파를 생성합니다. 그 결과 전파는 사이클로트론 머서 메커니즘에 의해 생성되고 에너지는 원추형 표면을 따라 전달된다. 지구가 이 콘과 교차하면 목성의 무선 방출이 태양 전파의 출력을 초과할 수 있습니다.
목성과 태양 사이의 평균 거리는 7억 7,800만 km (지구와 태양 사이의 평균 거리의 약 5.2배 또는 5.2 AU)이며, 11.86년마다 궤도를 완성합니다. 이는 토성 궤도 기간의 약 25이며, 거의 궤도 공명을 형성한다. [101] 목성의 타원형 궤도는 지구에 비해 1.31° 기울어진다. 궤도 편심은 0.048이므로 목성은 아페리온보다 페리 헤리 온에서 태양에 불과 7500만 킬로미터 가깝습니다. 목성의 회전은 태양계의 모든 행성 중 가장 빠르고, 10시간 이내에 축의 회전을 완료합니다. 이것은 아마추어 망원경으로 쉽게 볼 수 있는 적도 팽창을 만듭니다. 행성은 적도를 가로지르는 지름이 극간에 측정된 지름보다 길다는 것을 의미하는 확장된 스페로이드입니다. 목성의 적도 직경은 극지보다 9,275km (5,763mi) 깁니다.
목성의 연구
자동화된 우주선의 숫자는 목성을 방문한, 특히 파이어니어 우주탐사선, 그 속성과 현상에 대한 계시를 다시 목성에서 10분 가까이 최초의 우주선이다. 태양계 내 행성행 항공편은 우주선 속도의 순변화 또는 델타 v에 의해 기술되는 에너지 비용으로 달성된다. 낮은 지구궤도에서 목성으로 지구에서 호안 이송 궤도로 진입하기 위해서는 낮은 지구궤도에 도달하기 위해 필요한 9.7 kms 델타-v와 비슷한 6.3 kms의 델타 v가 필요합니다. 중력은 행성의 비행에 의해 사용되며 비행시간은 훨씬 길어지지만 목성에 도달하는 데 필요한 에너지를 줄일 수 있다. 보이저 임무는 갈릴라 위성에 대한 이해를 크게 높여 목성의 고리를 발견했습니다. 또한 그레이트 레드 스폿이 안티 사이클론인 것을 확인했습니다. 이미지 비교 결과 파이어니어 미션 이후 레드 스폿이 색조를 바꾸고 오렌지 색에서 브라운 색으로 변화하는 것으로 나타났습니다. 이온화된 원자의 토러스는 이오의 궤도 경로를 따라 발견되었고, 화산은 달 표면에서 발견되고 일부는 분출하는 과정에서 발견되었습니다. 우리는 행성들 뒤로 우주선이 지나갈 때 밤 대기권에서 번개가 번쩍이는 것을 관찰했다. 다음 목적은 율리시스 사의 태양 탐사선이었다. 태양 주위의 극궤도를 달성하기 위해 플라이비 기동을 했다. 이 패스를 내는 동안 우주선은 목성의 자기권을 연구했다. 율리시스에는 카메라가 없어 사진이 촬영되지 않고 있습니다. 6년 후, 두 번째 비행은 아주 먼 거리에 있었습니다. 탐사선 카메라는 유황화산의 플라스마 출력을 측정하고 4개의 갈릴라 위성을 자세히 연구해 히말라야와 엘 랄라의 장거리 관측을 실시했다. 이오가 목성 주위를 오가는 4개 궤도마다 유로파는 정확히 2개 궤도를 만들고 가니메데는 정확히 1개 궤도를 만든다. 이 공명은, 각 달이 모든 궤도에서 같은 지점에서 이웃으로부터 여분의 끌림을 받기 때문에, 3개의 큰 달이 궤도를 타원형으로 왜곡하는 중력 효과를 일으킨다. 반면 목성의 조력은 궤도를 순환시키기 위해 노력한다. 이들의 궤도 편심은 3개월 모양을 정기적으로 구부려 목성의 중력이 가까워지면서 이들을 늘리면서 더욱 구형 형태로 다시 떠오르게 한다. 이 조수의 굴곡은 마찰에 의해 달의 내부를 가열합니다. 유로파 표면의 지질학적 청소년에서 낮은 정도로 가장 극적으로 볼 수 있으며 이는 달 외관의 최근 재포장을 나타냅니다. 목성은 3개의 주요 세그먼트들로 구성된 얇은 행성 고리 시스템을 가지고 있습니다 : 후광으로 알려진 입자의 내부 토러스, 상대적으로 밝은 메인 링, 외부 고사 메링이다. 메인 링은 아마도 위성 알 래스 티어나 메티스에서 배출된 재료로 만들어집니다. 일반적으로 달로 되돌아가는 물질은 강한 중력의 영향으로 목성으로 당겨집니다. 목성과 신물질을 향한 소재의 궤도는 더욱 영향에 의해 추가됩니다. 비슷한 방법으로 달 테베와 아말테아는 아마 먼지 파우더 가십 링의 두 가지 구성 요소를 생성합니다. 아말테아 궤도를 따라 매달린 바위 고리가 그 달의 충돌 파편으로 구성될 수 있다는 증거도 있다. 목성은 태양계의 진공청소기로 불리기 때문에 엄청난 중력과 내부 태양계 근처 위치는 태양계의 다른 행성보다 혜성과 같은 목성에 더 큰 영향을 미칩니다. 목성은 혜성 폭격으로부터 내부 시스템을 부분적으로 지킨 것으로 여겨졌다. 그러나 최근의 컴퓨터 시뮬레이션은 목성이 내부의 태양계를 통과하는 혜성의 수가 차례로 감소하지 않을 것임을 시사하고 있습니다. 이 주제는 과학자들 사이에 여전히 논란의 여지가 있으며 일부는 퀴퍼벨트에서 지구로 혜성을 끌어들이고 다른 사람들은 목성이 오토의 구름으로부터 지구를 지킨다고 생각한다. 목성은 지구보다 약 200배나 많은 소행성과 혜성의 영향을 경험한다.