목성형행성

목성형행성은 수소와 헬륨이 주성분인 거대한 기체 행성을 의미한다. 딱딱한 표면이 있는 지구형행성(terrestrial planet)과는 구조와 크기가 매우 다르다. 태양계에서는 소행성대(asteroid belt) 바깥쪽에 위치한 외행성(outer planets) 인 목성, 토성, 천왕성, 해왕성이 목성형행성들이다(그림 1 참조).

그림 1. 목성형행성. 크기 비교를 위해 태양과 비교하여 배열하였다.()

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거대한 기체 행성이 탄생하기 위해 중심핵이 필요했을 수는 있지만, 행성 대부분의 질량은 행성의 외부를 구성하는 두터운 유체층이 차지한다(그림 2 참조). 이 때문에 목성형행성은 밀도가 낮고 상대적으로 크다. 딱딱한 표면이 존재하지 않아 내부로 들어서면 대기압이 임계값보다 커져 액체 형태 혹은 액체 비슷한 물질로 압축되어 있을 것으로 생각된다. 천왕성이나 행왕성과 달리 질량이 큰 목성이나 토성의 경우 그보다 압력이 높아질 수 있기 때문에 깊은 곳에서는 수소가 금속의 성질을 보일 것으로 예상된다.

목성형행성들은 상대적으로 자전속도가 빨라 적도면과 나란한 방향의 띠와 대를 갖는다. 목성과 토성의 경우 이런 형태가 뚜렷하게 보이지만 천왕성에서는 그보다 약하게 나타난다.

목성형행성들은 모두 고리(ring)와 다수의 위성들을 거느리고 있다.

그림 2. 목성형행성의 구조.()

태양계의 전체 질량 가운데 행성 질량의 대부분은 목성과 토성이 차지한다(그림 3 참조). 그 외에, 목성형행성은 목성과 토성, 천왕성과 해왕성과 같이 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 전자는 거대기체행성(giant gaseous planet), 후자는 거대얼음행성(giant icy planet)이라고 부른다.목성과 토성은 질량이 크기 때문에 내부 압력과 온도가 매우 높을 것으로 예상하는데, 물질들이 정확히 어떤 상태로 존재하는지 아직 제대로이해하고 있지 못하는 상황이다.

천왕성과 해왕성은 질량이 목성에 비해 작기 때문에 내부 구조 또한 매우 다르다. 내부 물질은 얼음 형태의 물과 암모니아의 화합물일 것으로 예상되며, 최외곽 대기는 메탄이 섞여 있어 푸른색으로 보인다. 두 행성 모두 자전축과 자기장 축이 어긋나 있다는 특징을 보인다. 특히 천왕성의 경우 내부의 열이 밖으로 매우 비효율적으로 전달되어 표면온도가 기대치보다 매우 낮은 편이다.

그림 3. 목성형행성의 상대적 질량.()