아주 어렸을 때 누구나 한번 이런 생각들을 가져봤을 겁니다. 만약 저 거대한 덩어리가 가스라면 지구처럼 딱딱한 표면이 없다는 얘기고 그렇다면 우리가 연기 속을 헤쳐 나가듯 빠른 우주선으로 목성을 정면으로 공격(?)하면 거칠 것 없이 쑥쑥 나가다가 들어온 반대편으로 뿅! 하고 빠져 나오지 않을 까 싶은 거지요.

정말 그럴 수 있을까요? 한번 알아봅시다. 어린 조카가 물어보면 대답해 줘야지 않겠습니까?


우선 목성의 모습을 잠깐 감상하시죠.


항상 볼 때마다 저 대적반이 참...그나저나 요즘 저 대적반 크기가 점점 줄어들고 있다던데...--;;;


자, 저것들이 다 가스들이라는데 가만 보다보면 뭔가 이상하지 않습니까? 이상한 점 없다고요? 그럼 이런 얘기를 해보도록 하겠습니다. 우리 지구에서의 기체들을 생각해 보면 기체들이 아무런 외부의 작용 없이 저렇게 공 모양을 유지하는 경우는 생각해 볼 수 없을 것입니다. 불을 피웠는데 연기가 위로든 옆으로든 퍼지지 않고 불 위에 동그랗게 축구공 모양으로 둥둥 떠 있다? 상상하기 어려운 일입니다.

그렇다면 저 목성이 전부 기체라면 저 목성의 기체들은 왜 다 우주 공간 속으로 흩어지지 않고 저렇게 뭉쳐서 공 모양을 유지하고 있는 것일까요? 지구의 지표면 위에서는 안 되는 일이라도 우주 공간에서는 그냥 다 저절로 되는 걸까요? 아마 그렇진 않겠죠.

물론 우리 피지알 회원님들도 다 알고 있듯이 저게 가능한 이유는 목성의 중력 때문입니다. 목성의 엄청난 중력 때문에 목성의 가스 분자들은 목성을 벗어나서 우주 공간으로 흩어질 수 없는 것입니다. 그리고 중력은 모든 방향에서 목성의 중심으로 작용하므로 자연스럽게 목성은 구 형태를 띠게 되는 것이지요.

행성이 커질수록 그 중심으로 작용하는 압력은 커질 것입니다. 우리가 물에 잠수할 경우 물 밑으로 2-3 미터만 들어가도 우리의 귀는 벌써부터 수압을 느끼게 됩니다. 수압이란 것은 물속에 들어간 우리 몸 위로 누르고 있는 물의 무게이지요. 더 깊이 들어가면 당연히 더 큰 수압을 느끼게 될 것입니다.

사실 수압까지 갈 것도 없이 우리는 지표면에서도 압력을 느끼고 있습니다. 바로 대기압이지요. 우리 위로 있는 대기들의 무게가 우리를 짓누르는 압력, 그게 바로 대기압입니다. 우리가 이 대기압으로 인해 (이미 구제가 어려운 얼굴 부위는 제외하고!) 납작 오징어가 되지 않는 이유는 바로 우리 몸 내부에서도 같은 크기로 밖으로 압력을 가하고 있어서 자연스럽게 대기압과 균형을 이루고 있기 때문입니다.

그런데 이 목성은 워낙 크다 보니 (부피로 치면 지구 1,000개 이상을 안에 집어넣을 수 있고 목성의 지름은 지구 11개를 나란해 배열해야 겨우 맞출 수 있는 수준입니다...) 목성 내부로 들어가면 들어갈수록 느끼게 되는 압력은 어마무시 합니다. 겨우 1기압 정도에서 깔딱되던 수준으로 목성에서 놀 수는 없습니다...--;;;



굳이 명왕성까지 넣을 필욘 없었는데...--;;;


목성의 주된 구성 성분은 대부분 수소와 헬륨 가스입니다. 거기에 양념으로 암모니아, 메탄, 그리고 다른 유독성 가스들이 아주 조금 섞여 있습니다. 만약 여러분이 용감하게 목성의 내부로 다이빙을 했다면 점점 내려감에 따라 압력이 증가할 것입니다. 그러다가 더 내려가다 보면 여러분들은 액체로 된 수소의 바다를 만나게 될 것입니다. 목성의 내부 깊숙히 들어가다 보면 압력이 비정상적으로 너무 높아서 서서히 수소가 기체가 아니라 액체로 변하게 된다고 합니다. 즉, 수소 액체로 된 바다(?)가 생긴다는 겁니다.

(여기까지 오기 훨씬 전에 이미 GG쳤지 싶지만 혹시라도 살아남아서...--;;;) 이 수소 바다를 뚫고 더 깊이 내려가다 보면 더 이상한 일이 벌어진다고 합니다. 아주 극단적인 압력과 온도에서 이제는 개별적인 수소 분자가 전자를 잃어버리고 서로 간에 전자를 공유하게 된다고 합니다. 이렇게 되면 수소도 전기를 전달하는 전도체처럼 행동하게 된다는 것입니다. 어떻게 보면 이제는 수소가 거의 금속과 같은 행태를 보이게 된다는 얘기가 되겠습니다.

이 정도의 깊이라면 이 부근의 온도는 거의 섭씨 10,000도 정도가 되고 이는 태양표면 온도 (섭씨 약 6,000도)보다도 더 높은 온도입니다. 일부 학자들은 목성의 가장 깊은 중심에는 암석이나 금속으로 된 핵(core)이 있을 것으로 추정합니다. 결국은 [기체 -> 액체 -> 금속 성질의 수소 층]까지 통과하고 나면 드디어 단단한 표면이 나오게 된다는 것입니다. 하지만 이것 역시 일부의 주장이고 다른 학자들은 목성의 중심에 단단한 핵이 없다고 주장하고 있기도 하답니다. 워낙에 일반적인 조건이 아니기 때문에 이곳이 어떻게 구성되어 있는 지를 예측하는 것은 너무 어려운 일이라고 하는군요.


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맨 위는 기체와 액체의 수소(molecular hydrogen), 그 다음은 금속성 수소(metallic hydrogen). 그 다음은 핵(core)...


아무튼 우주선을 타고 목성을 뚫고 가려는 계획은 실패할 것 같습니다. 아마 목성 속으로 진입한 후 얼마 되지 않아서 엄청난 압력으로 우주선은 가루가 되어버릴 것이고 그 속에 타고 있는 우리들도 같은 운명을 맞이하게 되겠지요. 목성이 거대한 가스 행성이라고 반대편으로 뿅!하고 나올 가능성은 0%라고 봐야겠습니다. 역시, 목성은 관상용! 이었군요.

아! 그리고 한 가지 더!...흔히들 목성을 "별이 되려다 실패한 행성"이라고 부르곤 합니다. 즉, 목성이 좀 더 덩치가 크고 물질들을 더 많이 모았으면 내부에서 자연스럽게 핵반응이 일어나고 별이 되었을 거라는 얘기 말입니다. 그런데 이런 과정이 벌어지기 위한 최소한의 질량은 현재 우리 태양 질량의 약 12분의 1정도라고 합니다. 그런데 목성의 질량은 우리 태양 질량의 약 1,000분의 1 정도라고 합니다. 우리가 목성을 별로 만들기 위해서는 다른 데서 목성 80개 정도의 질량을 끌어와서 현재의 목성에다 투척해야 된다고 합니다. 토성에다 천왕성, 해왕성 다 끌고 와도 어림도 없겠는걸요?...



어디 세일하는 데 없나?...


역시, 목성은 관상용! 이었군요...