목성(木星, 영어: Jupiter)은 태양계의 다섯 번째 행성으로, 태양계에서 가장 큰 행성이다. 목성은 태양 질량의 약 1,000분의 1에 달하는 거대 행성으로, 태양계에 존재하는 다른 모든 행성들을 합한 질량의 약 2.5배에 이른다. 토성과 마찬가지로 가스 행성에 해당하며, 수소와 헬륨을 주성분으로 한다.
명칭의 유래
한국, 중국, 일본 등 동아시아에서는 오행(五行) 중 나무(木)에 해당하여 "목성"이라고 불렀으며, 고대 중국에서는 세성(歲星)이라고도 하였다. 서양에서는 로마 신화의 최고신 유피테르(Jupiter)의 이름을 따서 명명하였다.
물리적 특성
목성의 평균 지름은 약 139,822km로, 지구보다 약 11배 크고 부피는 지구의 약 1,321배에 달한다. 그러나 평균 밀도는 1.326g/cm³로 지구형 행성보다 낮다. 질량은 약 1.8986×10²⁷kg이며, 목성 질량(MJ)은 외계행성이나 갈색왜성의 질량을 기술할 때 기준 단위로 사용되기도 한다.
목성은 빠른 자전으로 인해 적도 부분이 팽대한 편구(扁球) 모양을 띠며, 자전 주기는 약 9.9시간으로 태양계의 행성 중 가장 빠르다. 자전축 기울기는 약 3.13°로 상대적으로 작아 계절 변화가 크지 않다. 공전 주기는 약 11.86년이며, 태양으로부터의 평균 거리는 약 7억 7,800만km(5.2 AU)이다.
내부 구조와 조성
목성은 주로 기체 및 액체 물질로 이루어져 있으며, 고체 표면이 뚜렷하게 존재하지 않는 것으로 알려져 있다. 대기는 질량 기준으로 약 75%의 수소와 24%의 헬륨으로 구성되어 있으며, 나머지 약 1%는 메테인, 수증기, 암모니아, 규소 화합물 등으로 이루어져 있다. 내부는 고밀도의 핵과 그 주변의 액상 금속성 수소층, 그리고 수소 분자로 이루어진 외곽층으로 구성된 것으로 추정된다. 핵의 존재와 정확한 구조에 관해서는 아직 상당한 불확실성이 남아 있다.
대기와 대적점
목성은 고도 5,000km 이상에 이르는 태양계에서 가장 큰 행성 대기를 지닌다. 대기에는 밝은 색조의 대(zone)와 어두운 색조의 띠(belt)가 위도에 따라 배열되어 있으며, 여기에서 발생하는 난류와 폭풍이 목성 특유의 줄무늬 모양을 만들어 낸다.
목성의 가장 유명한 대기 현상인 대적점(Great Red Spot)은 적어도 17세기부터 관측되어 온 거대한 고기압성 폭풍으로, 지구보다 크기가 크며 반시계 방향으로 회전한다. 최근 관측에 따르면 대적점의 크기는 시간이 지나면서 점차 줄어들고 있다.
고리와 자기권
목성은 토성에 비해 희미한 고리계를 가지고 있으며, 이 고리는 주로 미세한 먼지와 작은 얼음 입자로 구성되어 있다. 목성의 자기장은 지구의 자기장보다 약 14배 강하며, 태양계에서 흑점을 제외하면 가장 강력한 것으로 알려져 있다. 목성의 자기권은 태양 반대 방향으로 매우 길게 늘어나며, 토성의 궤도에 이를 정도로 뻗어 있는 것으로 알려져 있다.
위성
목성은 90개 이상의 자연 위성을 가지고 있다. 이 중 이오(Io), 유로파(Europa), 가니메데(Ganymede), 칼리스토(Callisto)는 갈릴레이 위성으로 불리며, 1610년 갈릴레오 갈릴레이가 망원경으로 처음 발견하였다. 이들 중 가장 큰 가니메데는 직경이 행성인 수성의 직경보다도 크다. 목성의 위성 중 일부, 특히 유로파와 가니메데, 칼리스토의 표면 아래에는 액체 바다가 존재할 가능성이 제기되어 생명체 존재 가능성 연구의 주요 대상이 되고 있다.
탐사 역사
목성은 1970년대 이후 여러 무인 탐사선에 의해 탐사되어 왔다. 파이오니어 10호(1973년), 보이저 1호와 2호(1979년), 갈릴레오 궤도 탐사선(1995년 진입), 카시니 호(2000년 통과), 뉴 허라이즌스 호(2007년 통과) 등이 목성계를 관측하였으며, 2016년에는 NASA의 주노(Juno) 탐사선이 목성 궤도에 진입하여 극 궤도에서 행성을 상세히 탐사하고 있다. 이후에도 유럽 우주국의 JUICE 탐사와 NASA의 유로파 클리퍼 등의 추가 탐사 계획이 추진되었다.
태양계 내 역할
목성의 강력한 중력은 태양계의 형성과 진화에 큰 영향을 미친 것으로 알려져 있다. 목성은 소행성대의 구조에 영향을 주며, 많은 혜성과 소행성의 궤도를 섭동시킨다. 목성은 태양계 내에서 혜성 충돌을 가장 많이 겪는 행성으로, 1994년 슈메이커-레비 9 혜성의 다중 파편이 목성에 충돌한 사건이 직접 관측된 바 있다. 목성이 안쪽 태양계를 혜성 충돌로부터 보호하는 역할을 하는지에 대해서는 과학계에서 논쟁이 지속되고 있다.
