[태양계 7대 불가사의] 목성의 거대한 붉은 반점(The Great Red Spot of Jupiter)
[태양계 7대 불가사의] 목성의 거대한 붉은 반점(The Great Red Spot of Jupiter)
태양계에서 가장 큰 행성인 목성의 가장 잘 알려진 특징은 무엇일까요? 목성의 거대한 진홍색 타원형 반점은 무엇인가요?
당신이 소풍을 가서 여름의 폭풍우에 한시간 동안 갇혀서 작은 정자 아래 모여있게 되었다면 60분이 영원히 지속되는 것처럼 느껴질 것입니다. 그러나 폭풍우가 하루종일 계속 된다면 어떨까요? 아니면 심지어 일주일이나 1년, 수세기 동안 지속된다면 어떨까요?
목성에서 소풍을 나왔다면 그럴 수도 있습니다. 목성의 남반구에서 볼 수 있는 커다란 붉은 타원형은 시간당 수백 마일의 풍속으로 거대한 폭풍이 몰아닥쳤음을 보여줍니다. 수세기 동안 지속된 폭풍입니다.
붉은 반점은 미국의 천문학자 Carr Walter Pritchett가 Pritchett 연구소의 12인치 굴절 망원경을 사용하여 관찰하였던 1878년 이래로 오늘날까지 존재하고 있습니다. 그러나 Pritchett의 관찰보다 적어도 한세기 전에 발견되었을지 모른다는 징후가 있습니다. 1831년 독일의 천문학자 사무엘 하인리히 슈와베(Samuel Heinrich Schwabe)는 반점이 아니라면 그 주변의 틈으로 보이는 그림을 그렸습니다. 이탈리아 천문학자인 지안 도메니코 카시니(Gian Domenico Cassini)는 17세기 말에 거대한 폭풍의 조기 관측으로 추측되는 목성의 "영구적인 반점"를 기록했습니다. 영국의 천문학자인 Robert Hook 또한 1664년에 목격한 목성의 반점을 언급하였습니다. 그러나 일부 학자들은 그가 북반구에서 위성의 그림자를 관찰했다고 생각했습니다.
그러나 카시니는 그 반점을 붉은색이라고 결코 언급하지 않았습니다. 이것은 망원경의 저출력으로 인해 색을 구별하지 못했기 때문일 수 있습니다. 목성의 작은 폭풍의 대부분이 그렇듯이 그 반점이 흰색이었을 가능성도 있습니다. 그가 완전히 다른 폭풍을 보았을 가능성도 있습니다. 그것이 18세기에 사라지고 나중에 우리가 알고 있는 교란이 일어났을 수도 있습니다.
그래서 그 반점은 적어도 1세기 반 이상이 되었으며 아마도 2배가 넘을 것입니다. 우리는 그것이 관측되었던 기간 동안 동일한 위도(목성 적도의 22° 남쪽)에 매우 가깝게 머물러 있었지만 가로 방향으로 위치가 바뀌었다는 것을 알고 있습니다. 그 반점은 목성의 바람 때문에 같은 위도에 머물러 있습니다. 북쪽과 남쪽을 향해 지나가는 제트 기류가 있습니다. 아랫부분은 동쪽으로 돌진하고 윗부분은 서쪽으로 이동합니다. 폭풍은 둘 사이에 갇혀있는 것 같습니다.
폭풍이 종횡으로 얼마나 많은 움직임이 있었는지는 말하기 어렵습니다. 목성은 거의 대부분이 가스이기 때문에 모든 위도에서 동일한 속도로 회전하지 않습니다. 그럼에도 불구하고 과학자들은 반점이 19세기 초반부터 목성을 적어도 10번 "겹쳐쌓았다"고 믿습니다.
교란 그 자체는 고기압의 폭풍입니다. 이것은 남반구에 있기 때문에 고압계를 중심으로 반시계 방향으로 회전한다는 것을 의미합니다. 지구에서 이러한 폭풍은 추운 날씨와 관련이 있습니다. 목성의 사례도 이와 같아 보입니다. 적외선 측정 결과 붉은 반점은 목성의 다른 구름보다 차갑고 고도가 더 높다(약 5마일 또는 8km)는 것을 보여 주었습니다.
폭풍은 크기가 엄청나서 지구 크기의 물체를 3개나 포함할 수 있습니다. 크기는 시간이 지남에 따라 상하 길이가 15,000-25,000마일(24,000-40,000km), 좌우길이가 7,500-8,700마일(12,000-14,000km)로 변했습니다. 폭풍 바깥쪽 가장자리의 바람은 시속 432km의 속도로 움직이고 있지만, 반점의 큰 크기 때문에 폭풍은 한 번의 자전을 위해 지구 기준의 6일을 필요로 합니다. 폭풍 중심으로 향하는 바람의 속도는 낮아지고 중앙에서는 바람이 실제로 반전되고 시계 방향으로 천천히 회전합니다.
이 거대한 반점은 왜 붉은색일까요? 과학자들은 확신할 수는 없지만 복잡한 유기분자나 붉은 인, 알려지지 않은 황화합물 등을 포함한 가스 때문이라고 합니다. 왜 이 화합물들이 반점의 구름 속에서 유독 많이 나타나는지는 알려져 있지 않지만 폭풍이 일반적으로 태양에 노출되지 않는 목성 대기의 낮은 층으로부터 이 물질들을 끌어올 만큼 충분히 크다는 추측이 있습니다.
그 반점의 색깔도 일정하지 않습니다. 색조가 크게 달라지며 때로는 거의 붉은 벽돌색으로 보이다가 창백한 연어이거나 거의 흰색으로 보일 수 있습니다.
지구상에서는 가장 큰 폭풍조차도 불과 1-2 주 후에 사라지는데 어떻게 수백 년 동안 반점이 안정적으로 유지되었을까요? 한 가지 이유는 아마도 목성이 단단한 핵을 가지고 있다면(일부 과학자들은 그렇지 않다고 주장합니다) 수천마일의 가스 아래로 내려가야 하기 때문입니다. 지구의 큰 폭풍들은 그것이 땅 위를 표류할 때 소멸합니다. 목성은 땅이 없기 때문에 폭풍은 오랜 시간 동안 안정을 유지할 수 있습니다.
그럼에도 불구하고 과학자들은 반점의 생명이 여전히 너무 길다는 생각을 하고 있습니다. 그러나 2013년에 하산자데(Pedram Hassanzadeh)와 마커스(Philip Marcus) 연구원은 새로운 시뮬레이션 모델을 개발했습니다. 모델은 바람의 수평 흐름뿐만 아니라 수직 방향의 흐름도 고려합니다. 두 사람은 이러한 수직적 흐름이 뜨거운 공기와 찬 공기를 고압계 안팎으로 이동시켜 폭풍 에너지의 일부를 복원한다고 믿습니다. 그들의 모델은 거대한 붉은 반점이 800년 동안 생존할 것으로 예측하였습니다.
최근 몇 년간 이 반점이 가라앉을 수 있다는 조짐이 있습니다. 1996년에서 2006년 사이에 길이가 1세기 전의 절반이 되었고 직경의 15%가 손실되었습니다. 그러나 이것이 일정한 변동의 일부일지 결정적인 경향인지는 알기 어렵습니다. 언젠가 폭풍가 끝날 것이라는 것만 알고 있습니다. NASA의 제트추진연구소 선임연구원인 글렌 오튼(Glenn Orton)은 "이것이 그저 폭풍일 뿐이며 자연스러운 성장과 분해 속도를 가지고 있다"라고 말했습니다.
참고자료 : http://www.unmuseum.org/7wonders/redspot.htm