목성과 토성
오늘은 목성에 대해 알아보도록 할게요. 목성 주위의 대기는 우리가 직접 관찰하고 측정이 가능한 부분입니다. 이 행성들은 단단한 표면을 가지고 있지 않기 때문에, 대기는 지구 행성들의 더 일반적인 구성을 나타내고 있습니다. 이러한 대기들은 또한 태양계의 날씨 패턴의 가장 극적인 예를 제공하고있습니다. 아시다시피, 이행성들의 폭풍은 지구 전체 크기보다 큽니다.
1.대기권
햇빛이 큰 행성의 대기에 반사될 때, 대기는 그것의 발자국을 빛의 스펙트럼에 남기게 됩니다. 목성의 분광학적 관측은 19세기에 시작된것으로 알려져 있지만 천문학자들은 관측된 스펙트럼을 오랫동안 해석하지 못했습니다. 1930년대까지 이 유령들에 의해 촬영된 가장 주목할만한 특징들은 알려지지 않았습니다. 이후에 목성과 토성의 대기에서 메탄 분자와 암모니아가 발견되었습니다.
처음에 천문학자들은 메탄과 암모니아가 이러한 대기의 주요 성분일 수 있다고 생각했지만, 이제 우리는 수소와 헬륨이 주요가스라는것을 알고 있습니다. 수소와 헬륨 모두 가시 스펙트럼으로 쉽게 탐지할 수 있는 스펙트럼 특성을 가지고 있지 않습니다. 보이저호는 목성과 토성의 적 스펙트럼을 측정하였고 난독증이 신뢰할 수 있다는것을 처음으로 발견했습니다.
이 두 대기의 구성은 대체로 비슷하다고 볼 수 있겠지만, 토성에서는 헬륨이 방출되면 헬륨이 줄어들어 내부 에너지원에 기여하게 됩니다. 가장 정확한 구성 측정은 1995년 갈릴레오 조사에 의해 목성에 이루어졌습니다. 결과적으로 목성의 대기요소가 태양 원소보다 더 풍부하다는것을 발견하게 되었습니다.
2.목성의 구름대
목성의 역동적인 현상에서 목성의 주황색 또는 빨간색 , 베이지색이 목성이 가까이 다가온 이미지로 그 주위를 돕니다. 목성의 구름대는 흔한말로 영화제작자들이 아주 좋아하는 태양계의 멋진 그림들중 하나입니다. 색상은 흰색에서 빨간색 주황색 갈색까지 다양한 색상을 띠고 있으며, 끊임없이 변화하는 케일리도스코프로 진동하거나 회전합니다. 목성의 구름대는 밝은 색은 천문학자들에게 궁금중을 가져다 줍니다. 온도가 낮고 수소가 90%가까이 포함되어 있기 때문에 대기는 무색으로 보입니다. 한 가설은 아마도 형태의 수소화 화합물이 가열된 지역에서 생겨난것이라는 것을 암시하기도 합니다. 실제 색상이 약간 투명하기도 합니다.
3.토성의 구름대
토성의 구름대는 목성의 구름대와 움직임이 유사하다고 볼 수 있지만 훨씬 더 복잡하다고 볼 수 있습니다. 토성의 구름대는 밝은 색이 아니며 구름의 버터코치의 그늘은 거의 균일 하다고 볼 수 있습니다.
다른 가스들은 모두 각기 다른 온도에서 얼었습니다. 목성과 토성의 상층 대기의 온도와 압력에서 메탄은 가스로 남았지만 암모니아는 응축되어 얼릴 수 있습니다. 이 행성들 주변에서 볼 수 있는 주요 구름은 우주선과 망원경에서도 얼어붙은 암모니아 결정체입니다. 암모니아 구름은 지구의 대류권 상부에 위치하며, 그위에 대기중 가장 차가운 성층권입니다.
갈릴레오 탐험대
이러한 행성의 대류권에서는 온도와 압력이 깊어짐에 따라 증가하게 됩니다. 목성을 위해 직접 수집된 지역은 암모니아 굴므의 금을 통해 대기 깊숙이 떨어진 행성의 구름의 다른층에 떨어진 갈릴레오 탐사선에 의해 관측됩니다.
이는 지구의 대류권 구름과 비슷할 것이며 일부 과학자들도 같은 의견을 냈습니다. 그러나 그 탐험은 성운을 관찰하지 않고 대기중 수증기의 일부만을 측정했기 때문에 신빈성이 다소 떨어지는것은 사실입니다. 갈릴레오의 과학자들은 그 탐험이 유별나게 건조하고 구름없는 대기를 통과했다는것을 발견하였습니다. 대기는 춥고 건조한 거대한 하류가스입니다. 갈릴레오 팀의 일원인 앤드류 인겔소는 이 곳을 목성의 사막으로 불렀습니다.탐사선이 더 대표적인 지역에 도달하지 못한것은 안타까운 일이었찌만 우주의 행운이었습니다. 탐사는 압력22도까지 계속 측정하였지만 계측기가 작동하기 전까지는 구름대의 다른 층이 발견되지 않았습니다. 게다가 폭우가 발생 했지만 그들은 멀리 떨어져 있어서 탐험자체가 성공했다는것을 암시 했습니다.
목성의 대기에서 볼 수 있는 암모니아 구름대에는 맑은 성층권이 있습니다. 성층권의 최소 온도는 120k입니다. 여러분이 더 높은 고도에 다다를 수록 지구의 높은 대기권처럼 온도가 다시 상승하게 됩니다. 그 이유는 분자가 태양의 자외선을 흡수하기 때문입니다. 구름의 색은 불순물의 원인입니다. 그것을 광화학이라고 불리는 과정에서 대기중의 가스들 사이의 화학적 반응의 산물이기도 합니다. 목성의 상층 대기에서 광화학반응은 가시 구름에 얇은 스모그 층을 형성하여 수소와 탄소의 매우 복잡한 화합물을 만듭니다.
토성이 보이는 대기는 약75%의 수소와 25%의 헬륨으로 구성되어 있습니다. 메탄,에탄,프로판 및 기타 탄화수소의 흔적이 남아 있기도 합니다. 하지만 토성의 낮은 중력으로 인하여 기온이 상당히 낮은 편이고 대기층이 더 넓게 이루어져 있습니다.
