목성질량

3. 질량의 의미와 영향

목성의 질량은 태양계 내 다른 모든 행성들을 합친 것보다 2.5배 크다. 이처럼 큰 질량 때문에 목성과 태양의 질량 중심은 태양의 중심으로부터 태양반경의 1.068배 지점, 다시 말해 태양 본체 바깥에 존재한다.^[21]

목성의 질량은 태양계의 다른 천체들에 비해 매우 크기 때문에 지구의 달과 같은 위성들의 궤도나 명왕성과 같은 천체들의 정확한 공전 궤도를 계산하려면 목성의 중력이 미치는 효과를 포함시켜야 한다.

이론적 모형에 따르면 만약 목성이 지금보다 질량이 훨씬 크다면, 목성의 대기는 붕괴하여 행성은 쭈그러들 것이다.^[22] 질량이 약간 변하면 반지름은 뚜렷하게 바뀌지 않지만, 지구 질량의 500배(또는 목성질량의 1.6배)를 넘어가는 지점부터^[22] 행성 내부는 압력이 증가하면서 엄청나게 압축되어 물질의 양이 늘어남에도 불구하고 부피가 줄어들 것이다. 이상의 이론으로 볼 때 목성의 반지름은 그 조성물과 진화 역사로부터 나올 수 있는 최대한의 크기로 보인다.^[23] 질량이 커질수록 천체의 부피가 줄어드는 과정은 목성질량 50배 정도의 고질량 갈색 왜성처럼 천체 내부에서 일정 수준의 발화(發火)가 일어날 때까지 계속된다.^[24] 목성이 수소를 융합하여 항성이 되려면 현재 질량의 75배가 필요하다.^[25]

4. 이론적 모델

이론적 모형에 따르면 만약 목성이 지금보다 질량이 훨씬 크다면, 목성의 대기는 붕괴하여 행성은 쭈그러들 것이다.^[22] 질량이 약간 변하면 반지름은 뚜렷하게 바뀌지 않을 것이다. 그러나 지구 질량의 500배(또는 목성 질량의 1.6배)를 넘어가는 지점부터^[22] 행성 내부는 압력이 증가하면서 엄청나게 압축되어 물질의 양이 늘어남에도 불구하고 부피가 줄어들 것이다. 이상의 이론으로 볼 때 목성의 반지름은 그 조성물과 진화 역사로부터 나올 수 있는 최대한의 크기로 보인다.^[23] 질량이 커질수록 천체의 부피가 줄어드는 과정은, 목성 질량 50배 정도의 고질량 갈색왜성처럼 천체 내부에서 일정 수준의 발화(發火)가 일어날 때까지 계속된다.^[24] 목성이 수소를 융합하여 항성이 되려면 현재 질량의 75배가 필요하다.^[25]

5. 중력 상수

목성 중력 상수(''GM''_J)를 중력 상수 ''G''로 나누어 목성 질량을 구할 수 있다. 목성, 지구, 태양과 같은 천체들의 ''GM'' 값은 ''G''나 ''M'' 값보다 더 정확하게 알려져 있어서 천문학자들은 보통 질량값보다 중력 상수를 언급하는 것을 선호한다. 이 ''GM'' 값들은 다른 천체들에 대한 목성의 질량비를 계산하는 데 사용된다.^[26]

2015년 국제천문연맹은 측정 정확도가 개선되는 것과 관계없이 일정한 값을 설정하자는 차원에서 '명목 목성 질량 상수'(nominal Jovian mass parameter)를 정의했다. 이 상수의 정확한 값은 다음과 같다.^[26]

:$(\backslash mathcal\{GM\})^\backslash mathrm\; N\_\backslash mathrm\; J\; =\; 1.266\backslash ,8653\; \backslash times\; 10^\{17\}\; \backslash text\{\; m\}^3/\backslash text\{s\}^2.$

만약 SI 단위로 목성의 질량을 구하고자 하면 ''GM''을 중력 상수 ''G''로 나누어 구할 수 있다.^[26]

6. 질량 구성

목성 질량의 대부분은 수소와 헬륨으로 이루어져 있으며, 이 두 원소는 행성 전체 질량의 87%를 차지한다.^[27] 수소와 헬륨보다 무거운 원소들의 총질량은 지구 질량의 최소 11배에서 최대 45배 사이이다.^[28] 목성을 이루는 수소 덩어리는 대부분 고체 상태이다.^[29] 증거에 따르면 목성의 중심부에는 압축된 중심핵이 있으며, 만약 그렇다면 핵의 질량은 지구 질량의 약 12배를 넘지 않을 것으로 보인다. 고체 수소가 매우 높은 압력에 처하면 어떤 상태로 되는지에 대해 밝혀진 것이 별로 없기 때문에 중심핵의 정확한 질량은 알 수 없다.^[21]

7. 상대적 질량

8. 환산

M^영어 기호로 나타내며, 1 M^영어 = 1.8986e27 = 317.83 지구 질량(M^영어)이다.

1 목성 질량은 다음의 단위로 환산된다.

• 25,839 달 질량(''M'')
• 317.83 지구 질량(''M'')
• 0.0009546 태양 질량(''M'')

참조

_[1] 웹사이트 Planets and Pluto: Physical Characteristics https://ssd.jpl.nasa[...] Jet Propulsion Labritory 2017-10-31
_[2] 웹사이트 Mass of Jupiter https://www.universe[...] Universe Today 2008-06-18
_[3] 웹사이트 Numerical Standards for Fundamental Astronomy http://maia.usno.nav[...] IAU Working Group 2017-10-31
_[4] 서적 Newton's Gravity https://archive.org/[...] Springer New York 2012-11-06
_[5] 간행물 Mass-Radius Relationships for Solid Exoplanets 2007
_[6] 영상 How the Universe Works 3 Discovery Channel 2014
_[7] 간행물 Interiors of Giant Planets Inside and Outside the Solar System 1999
_[8] 간행물 An expanded set of brown dwarf and very low mass star models 1993
_[9] ArXiv IAU 2015 Resolution B3 on Recommended Nominal Conversion Constants for Selected Solar and Planetary Properties
_[10] 웹사이트 The Interior of Jupiter https://authors.libr[...] 2017-10-31
_[11] 간행물 New Constraints on the Composition of Jupiter from Galileo Measurements and Interior Models 1997-12
_[12] 간행물 Jupiter: Chemical composition, structure, and origin of a giant planet 1962-01
_[13] 웹사이트 Planetary Fact Sheet – Ratio to Earth http://nssdc.gsfc.na[...] 2016-02-12
_[14] 간행물 A VLA survey of nearby flare stars 1989-12
_[15] 간행물 Evidence for a spectroscopic direct detection of reflected light from 51 Peg b
_[16] 서적 固体地球科学入門 −地球とその物理− 第2版 共立出版 1994
_[17] 간행물 1987
_[18] 웹인용 Planets and Pluto: Physical Characteristics https://ssd.jpl.nasa[...] Jet Propulsion Labritory 2017-10-31
_[19] 웹인용 Mass of Jupiter https://www.universe[...] Universe Today 2008-06-18
_[20] 웹인용 Numerical Standards for Fundamental Astronomy http://maia.usno.nav[...] IAU Working Group 2017-10-31
_[21] 서적 Newton's Gravity Springer New York 2012-11-06
_[22] 간행물 Mass-Radius Relationships for Solid Exoplanets 2007
_[23] 영상 How the Universe Works 3 Discovery Channel 2014
_[24] 간행물 Interiors of Giant Planets Inside and Outside the Solar System 1999
_[25] 간행물 An expanded set of brown dwarf and very low mass star models 1993
_[26] ArXiv IAU 2015 Resolution B3 on Recommended Nominal Conversion Constants for Selected Solar and Planetary Properties
_[27] 웹인용 The Interior of Jupiter https://authors.libr[...] 2017-10-31
_[28] 간행물 New Constraints on the Composition of Jupiter from Galileo Measurements and Interior Models 1997-12
_[29] 간행물 Jupiter: Chemical composition, structure, and origin of a giant planet 1962-01
_[30] 웹인용 Planetary Fact Sheet – Ratio to Earth http://nssdc.gsfc.na[...] 2016-02-12
_[31] 간행물 A VLA survey of nearby flare stars 1989-12
_[32] 간행물 Evidence for a spectroscopic direct detection of reflected light from 51 Peg b