목성형 행성
단단한 흙바닥 대신 두꺼운 기체 구름으로 둘러싸인 거대한 솜사탕 같은 행성이에요.
정의 목성형 행성은 지구처럼 발을 디딜 단단한 암석 표면 대신, 수소와 헬륨 같은 가벼운 기체나 얼음 물질이 두껍게 둘러싸고 있는 거대한 행성을 말해요. 태양계 바깥쪽에 위치한 목성, 토성, 천왕성, 해왕성이 여기에 해당하며, 지구보다 덩치가 훨씬 크고 수많은 위성과 고리를 지니고 있어요.
발을 디딜 땅이 없는 거대한 행성
단단한 흙과 바위로 이루어진 지구와 달리, 목성형 행성은 거대한 공기 방울에 가까워요. 만약 우주선을 타고 목성형 행성에 착륙을 시도한다면, 바닥에 부딪히며 착륙하는 대신 짙은 구름 속으로 끝없이 빨려 들어가게 돼요. 우리가 밟고 설 수 있는 단단한 암석 지표면이 존재하지 않기 때문이에요.
태양계가 처음 만들어질 때 태양에서 멀리 떨어진 차가운 곳에서는 물과 가스가 얼어붙어 커다란 덩어리를 만들 수 있었어요. 이 덩어리가 강한 중력으로 주변의 수소와 헬륨 가스를 엄청나게 끌어당기면서 거대한 행성으로 자라났어요.
그 결과 목성형 행성들은 지구보다 반지름이 4배에서 11배나 크고 질량도 압도적으로 무거워요. 또한 강한 중력 덕분에 주변에 수십 개가 넘는 위성을 거느리고, 얼음과 먼지로 이루어진 아름다운 고리를 가지게 되었어요.
구름 속 깊은 곳으로 들어가면 어떻게 될까요?
가스로 이루어져 있다고 해서 솜사탕처럼 가볍거나 속이 텅 비어 있는 것은 아니에요. 우주선이 목성의 대기 속으로 깊이 내려갈수록 위에 쌓인 기체의 무게 때문에 압력과 온도가 상상할 수 없을 정도로 치솟아요.
깊은 곳에서는 극심한 압력 때문에 기체 상태였던 수소가 압축되어 출렁이는 액체 수소 바다로 변해요. 더 깊이 들어가면 수소 원자의 전자들이 자유롭게 움직이면서 금속처럼 전기가 통하는 액체 금속 수소 층이 나타나요.
행성의 가장 깊은 중심부에는 지구 몇 배 크기의 단단한 핵이 자리 잡고 있어요. 이 중심핵은 암석과 금속, 얼음 성분으로 이루어져 있지만, 지표면의 바위와 달리 수만 도의 뜨거운 열과 수백만 기압의 무시무시한 압력에 짓눌려 있답니다.
조금 더 정확히 말하면: 가스 거인과 얼음 거인
과거에는 네 행성을 모두 묶어 목성형 행성이라고 불렀지만, 현대 천문학에서는 구성 성분에 따라 둘로 나누어 살펴봐요.
목성과 토성은 대부분이 수소와 헬륨으로 이루어져 있어서 '가스 거대 행성'이라고 불러요. 반면 천왕성과 해왕성은 수소와 헬륨의 비율이 비교적 낮고, 물과 암모니아, 메탄 같은 물질이 얼어붙은 상태로 뭉쳐서 만들어졌어요. 그래서 이 둘은 얼음 거대 행성으로 따로 구분해요.
비록 대기 겉모습은 서로 다른 색깔과 띠를 띠고 있지만, 두 종류 모두 단단한 바닥이 없고 거대한 대기층과 고리를 가졌다는 점에서 지구와는 완전히 다른 세계랍니다.
🤔 흔한 오해
목성형 행성은 가스로만 되어 있어서 우주선이 반대편으로 쑥 통과할 수 있다.
내부로 들어갈수록 엄청난 중력과 기압 때문에 가스가 액체와 금속 형태로 빽빽하게 뭉쳐 있어요. 우주선은 통과하기는커녕 엄청난 압력과 열에 순식간에 찌그러지고 녹아버려요.
🧺 일상에서 만나요
단단한 바닥 표면 대신 거대한 기체와 얼음 대기로 둘러싸여 있으며, 내부에 고온 고압의 핵을 품은 거대한 행성이에요.