목성의 줄무늬가 관측되는 과학적 이유가 궁금합니다.

Question

여러 행성중에서 태양계의 5번째인 목성에 대해 요즘 관심이 생기는데요. 가장 부피가 큰 행성이라고 하던데요. 사진이나 영상에서 보면 목성의 줄무늬가 선명하게 관측되어지던데요. 지구에는 없는 줄무늬가 왜 목성에는 있는지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.

목성은 태양계에서 가장 큰 행성이며 지구의 부피보다도 약 2.5배나 큽니다. 그래서 우리가 보는 사진이나 영상에서 목성의 줄무늬가 선명하게 관측되는 것이죠.

이러한 줄무늬는 목성의 대기에서 발생하는 현상으로 대기의 구성물질인 수소와 헬륨이 회전하는 목성의 자전에 의해 발생합니다. 목성의 자전은 지구의 자전보다도 빠르기 때문에 대기의 구성물질이 회전하는 속도도 빠르게 됩니다. 이렇게 회전하는 대기의 구성물질이 서로 충돌하면서 서로 다른 속도로 회전하는 구름이 형성되고 이 구름이 줄무늬 모양으로 보이게 됩니다.

지구의 대기와는 달리 목성의 대기는 수소와 헬륨으로 이루어져 있기 때문에 지구에는 없는 줄무늬가 목성에는 있는 것입니다. 그리고 목성의 대기는 지구의 대기보다도 더 깊이 있기 때문에 이러한 줄무늬가 더욱 선명하게 관측되는 것입니다.

이러한 목성의 줄무늬는 우리에게는 아름답게 보이지만 실제로는 목성의 대기에서 발생하는 폭풍이나 기타 다양한 현상을 나타내는 것입니다. 이러한 현상들을 연구하는 것은 우리가 목성을 더 잘 이해하고 우주에 대한 지식을 더욱 넓히는 데에 도움이 됩니다. 하지만 과학자들은 지속적으로 연구를 진행하고 있으며 앞으로 더 많은 것을 알아낼 것이라고 기대하고 있습니다.

제가 알고 있는 목성의 줄무늬에 대한 설명이 도움이 되셨기를 바랍니다.

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Answer 2

안녕하세요. 장대은 과학전문가입니다.

미국 버클리 캘리포니아대(UC버클리)와 미국 국립전파천문대(NRAO)는 UC버클리대 천문학교수 임케 드 파테르 박사가 이끄는 연구팀이 목성에서 관측된 밝은 색 작은 구름이 목성의 독특한 줄무늬에 미치는 영향을 전파망원경으로 관측한 결과를 미국천문학회(AAS) 학술지인 ‘천문학 저널’ 온라인판에 공개했다.

목성의 어두운 줄무늬는 ‘띠’, 밝은 줄무늬는 ‘대’로 부르는데 목성에는 이러한 띠와 대가 번갈아서 평행하게 목성을 휘감고 있다. 이번 관찰을 통해 목성의 띠에서 ‘기둥’으로 불리는 밝은 색 구름 모양의 폭풍이 형성되고 확장하면서 목성의 띠와 대를 흔들어놓는 것을 발견한 것.

Answer 3

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

목성의 줄무늬는 대류에 의해 발생합니다. 대류는 열이 높은 곳에서 차가운 곳으로 이동하는 현상입니다. 목성의 대기는 주로 수소와 헬륨으로 이루어져 있습니다. 수소와 헬륨은 태양의 열에 의해 가열되어 위로 상승합니다. 위로 상승한 공기는 차가워지면서 다시 아래로 내려옵니다. 이 과정에서 대기의 온도와 밀도가 달라지면서, 줄무늬가 형성됩니다.

Answer 4

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.

목성을 보게 되면 주로 수소와 헬륨으로 이루어진 목성의 대기를 보게 됩니다. 이 대기 부분에서 줄무늬를 볼 수 있는데요.

어두운 줄무늬는 띠, 밝은 줄무늬는 대라고 부르는데 이런 띠와 대 10여 개가 적도와 평행하게 번갈아 목성 전체를 휘감고 있습니다. 흰색, 주황색, 붉은색 등 다양한 색과 소용돌이, 꼬임 등 계속 변화하는 모양도 갖고 있어요.

목성의 줄무늬는 온도 차에 의해 생기게 됩니다. 온도 차에 의해 대류가 생겨 밝은 곳에서는 가스가 상승하고 어두운 곳에서는 가스가 하강하게 됩니다. 그리고 빠른 자전으로 인해 하강 기류나 상승 기류로부터 대적반, 소적반 등 큰 태풍이 생기가 됩니다. 목성을 적외선으로 관측을 해보면 대와 띠의 온도차를 확인 해 볼 수 있습니다.