목성질량 문서 원본 보기

{{위키데이터 속성 추적}}
{{단위 정보
| 이름 = 목성질량
| 그림 = Masses of gas giants.svg
| 그림설명 = 태양계 [[가스 행성]]들이 각자 차지하는 질량비.
| 종류 = [[천문학]]에서 사용하는 단위
| 대상 = [[질량]]
| 기호 = M<sub>Jup</sub>, M<sub>♃</sub>, {{목성질량}}
| 환산단위1 = [[SI 기본 단위]]
| 환산값1 = {{val|1.89813|0.00019|e=27|ul=kg}}<ref name="JPL Planets">{{웹 인용|title=Planets and Pluto: Physical Characteristics|url=https://ssd.jpl.nasa.gov/?planet_phys_par|website=ssd.jpl.nasa.gov|publisher=Jet Propulsion Labritory|accessdate=31 October 2017}}</ref>
| 환산단위2 = [[파운드 (단위)|파운드]]
| 환산값2 = ≈ {{val|4.1847|e=27}} lb
}}

'''목성질량'''({{linktext|木星|質量}}, {{llang|en|Jupiter mass}}, M<sub>Jup</sub> 또는 M<sub>♃</sub>, {{목성질량}})은 [[질량]]의 단위로 [[태양계]] [[행성]] [[목성]] 1개의 질량과 같은 값이다. 이 값은 목성 본체 질량 하나만을 의미하거나 [[목성의 위성|목성의 위성들]]까지 합친 목성계 전체의 질량을 의미할 수도 있다. 목성은 단연코 태양계에서 가장 질량이 큰 행성이다. 그 값은 목성을 뺀 태양계 내 나머지 행성들을 모두 합친 질량의 대략 2.5배에 이른다.<ref name="Universe Today">{{웹 인용|last=Coffey |first=Jerry |title=Mass of Jupiter |url=https://www.universetoday.com/15141/mass-of-jupiter/ |publisher=Universe Today |date=18 June 2008 |access-date=2017-10-31}}</ref>

목성질량은 태양계 [[외행성]]이나 [[외계 행성]]처럼 목성과 유사한 크기를 지닌 천체들의 질량을 표현하는 데 일반적으로 사용하는 단위이다. [[갈색왜성]]의 질량을 표시하는 데에 사용하기도 한다.

==현재 가장 정확한 추산값==
현재 가장 정확한 것으로 보이는 목성의 질량값은 1 898 130 [[그램|요타그램]] 또는 다음과 같이 표시할 수 있다.

:<math>M_\mathrm{J}=(1.89813 \pm 0.00019)\times10^{27} \text{ kg}.</math><ref name="JPL Planets"/>

이 값은 태양질량의 대략 {{frac|1000}}배 또는 태양질량의 약 0.1%로 다음과 같이 표시할 수 있다.

:<math>M_\mathrm{J}=\frac{1}{1047.348644 \pm 0.000017} M_{\odot} \approx (9.547919 \pm 0.000002) \times10^{-4} M_{\odot}.</math><ref name="CBE">{{웹 인용|title=Numerical Standards for Fundamental Astronomy|url=http://maia.usno.navy.mil/NSFA/NSFA_cbe.html#MSMJ2009|website=maia.usno.navy.mil|publisher=IAU Working Group|accessdate=31 October 2017|보존url=https://web.archive.org/web/20160826200953/http://maia.usno.navy.mil/NSFA/NSFA_cbe.html#MSMJ2009|보존날짜=2016-08-26|url-status=dead}}</ref>

목성의 질량은 [[지구질량|지구]]의 약 318배로 정확한 값은 아래와 같다.

:<math>M_\mathrm{J} = 3.1782838 \times 10^2 M_\oplus. </math>

==값의 의미==
목성의 질량은 태양계 내 나머지 행성들 전부를 합친 것보다 2.5배 크다. 이렇게 큰 질량 때문에 목성과 [[태양]]의 [[질량 중심 (천문학)|질량 중심]]은 태양의 중심으로부터 [[태양반경]]의 1.068배 지점, 다시 말해 태양 본체 바깥에 존재한다.<ref>{{서적 인용|last1=MacDougal |first1=Douglas W. |title=Newton's Gravity |date=November 6, 2012 |publisher=Springer New York |isbn=9781461454434 |pages=193–211 |language=en |chapter=A Binary System Close to Home: How the Moon and Earth Orbit Each Other |quote=the barycenter is 743,000 km from the center of the sun. The Sun's radius is 696,000 km, so it is 47,000 km above the surface.|doi=10.1007/978-1-4614-5444-1_10 |series=Undergraduate Lecture Notes in Physics }}</ref>

목성의 질량은 태양계의 여타 천체들에 비해 너무 크기 때문에 지구의 [[달]]과 같은 [[위성 목록|위성들]]의 궤도나 [[명왕성]]과 같은 천체들의 정확한 [[공전]] 궤도를 계산하려면 목성의 [[중력]]이 미치는 효과를 포함시켜야 한다.

이론적 모형에 따르면 만약 목성이 지금보다 질량이 훨씬 크다면, 목성의 대기는 붕괴하여 행성은 쭈그러들 것이다.<ref name=Seager2007>{{저널 인용
 |last=Seager |first=S.
 |author2=Kuchner, M.
 |author3=Hier-Majumder, C. A.
 |author4=Militzer, B.
 |title=Mass-Radius Relationships for Solid Exoplanets
 |journal=The Astrophysical Journal
 |volume=669 |issue=2 |pages=1279–1297 |date=2007
 |doi=10.1086/521346
 |arxiv=0707.2895 |bibcode=2007ApJ...669.1279S}}</ref> 질량이 약간 변하면 반지름은 뚜렷하게 바뀌지 않을 것이다. 그러나 지구질량의 500배(또는 목성질량의 1.6배)를 넘어가는 지점부터<ref name=Seager2007/> 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.<ref name=HTUW>{{영상 인용| title=How the Universe Works 3
 | volume=Jupiter: Destroyer or Savior? | date=2014 | publisher=Discovery Channel}}</ref> 질량이 커질수록 천체의 부피가 줄어드는 과정은, 목성질량 50배 정도의 고질량 갈색왜성처럼 천체 내부에서 일정 수준의 발화(發火)가 일어날 때까지 계속된다.<ref name="tristan286">{{저널 인용
 |last=Guillot |first=Tristan
 |title=Interiors of Giant Planets Inside and Outside the Solar System
 |journal=Science
 |date=1999 |volume=286 |issue=5437 |pages=72–77 |doi=10.1126/science.286.5437.72 |pmid=10506563 |bibcode=1999Sci...286...72G}}</ref> 목성이 [[수소]]를 [[핵융합|융합]]하여 항성이 되려면 현재 질량의 75배가 필요하다.<ref>{{저널 인용
 |author=Burrows, A. |author2=Hubbard, W. B. |author3=Saumon, D. |author4=Lunine, J. I.
 |title=An expanded set of brown dwarf and very low mass star models
 |journal=Astrophysical Journal
 |date=1993 |volume=406 |issue=1 |pages=158–71 |bibcode=1993ApJ...406..158B |doi=10.1086/172427}}</ref>

== 중력 상수==
목성질량은 [[표준 중력 변수|목성 중력 상수]](''GM''<sub>J</sub>)를 [[중력 상수]] ''G''로 나누어 구할 수 있다. 목성, 지구, 태양과 같은 천체들의 ''GM'' 값은 ''G''나 ''M'' 값보다 더 정확하게 밝혀져 있어서 천문학자들은 보통 질량값보다 중력 상수를 언급하는 것을 선호한다. 상기 ''GM'' 값들은 여타 천체들에 대한 목성의 질량비를 계산하는 데 사용된다.

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

:<math>(\mathcal{GM})^\mathrm N_\mathrm J = 1.266\,8653 \times 10^{17} \text{ m}^3/\text{s}^2. </math>

만약 [[SI 단위]]로 목성의 질량을 구하고자 하면 ''GM''을 중력 상수 ''G''로 나누어 구할 수 있다.<ref name = "IAU XXIX">{{ArXiv 인용|eprint=1510.07674|last1=Mamajek|first1=E. E|title=IAU 2015 Resolution B3 on Recommended Nominal Conversion Constants for Selected Solar and Planetary Properties| last2=Prsa|first2=A|last3=Torres|first3=G|last4=Harmanec|first4=P|last5=Asplund|first5=M|last6=Bennett|first6=P. D| last7= Capitaine|first7=N|last8=Christensen-Dalsgaard|first8=J|last9=Depagne|first9=E|last10=Folkner|first10=W. M|last11=Haberreiter|first11=M|last12=Hekker|first12=S|last13=Hilton|first13=J. L|last14=Kostov|first14=V|last15=Kurtz|first15=D. W|last16=Laskar|first16=J|last17=Mason|first17=B. D|last18=Milone|first18=E. F|last19=Montgomery|first19=M. M|last20=Richards|first20=M. T|last21=Schou|first21=J|last22=Stewart|first22=S. G|class=astro-ph.SR|year=2015|display-authors= 3}}</ref>

==질량 구성물==
목성 질량의 대부분은 [[수소]]와 [[헬륨]]으로 이 두 원소는 행성 전체 질량의 87%를 차지한다.<ref name = "Jupiters Interior">{{웹 인용|last1=Guillot|first1=Tristan|last2=Stevenson|first2=David J.|last3=Hubbard|first3=William B.|last4=Saumon|first4=Didier|title=The Interior of Jupiter| url=https://authors.library.caltech.edu/39188/1/Stevenson_2004p35.pdf|accessdate=31 October 2017}}</ref> 행성 내부에 수소와 헬륨보다 [[금속함량|무거운 원소들]]의 총질량은 지구질량의 최소 11배 ~ 최대 45배이다.<ref>{{저널 인용|last1=Guillot|first1=Tristan|last2=Gautier|first2=Daniel|last3=Hubbard|first3=William B.|title=New Constraints on the Composition of Jupiter from Galileo Measurements and Interior Models|journal=Icarus|date=December 1997|volume=130|issue=2|pages=534–539|doi=10.1006/icar.1997.5812|arxiv=astro-ph/9707210|bibcode=1997Icar..130..534G}}</ref> 목성을 이루는 수소 덩어리는 [[고체]] 상태이다.<ref>{{저널 인용|last1=Öpik|first1=E.J.|title=Jupiter: Chemical composition, structure, and origin of a giant planet|journal=Icarus|date=January 1962|volume=1|issue=1–6|pages=200–257|doi=10.1016/0019-1035(62)90022-2|bibcode=1962Icar....1..200O}}</ref> 증거에 따르면 목성의 중심부에는 압축된 중심핵이 있으며 만약 그렇다면 핵의 질량은 지구질량의 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.<ref name = "Jupiters Interior"/>

==상대적 질량==
{| class="wikitable sortable" style="margin-left: 20px;"
|+목성의 질량에 대한 천체들의 상대적인 질량
|-
! 천체
! 목성질량 / ''M''<sub>천체</sub>
! ''M''<sub>천체</sub> / 목성질량
! class="unsortable"|각주
|-
|[[태양]]
| {{val|9.547919|(15)|e=-4}}
| {{val|1047.348644|(17)|}}
| align="center" |<ref name="CBE"/>
|-
|[[지구]]
| {{val|317.82838}}
| {{val|0.0031463520}}
| align="center" |<ref name="fact sheet">{{웹 인용|title = Planetary Fact Sheet – Ratio to Earth|url = http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/planet_table_ratio.html|website = nssdc.gsfc.nasa.gov|access-date = 2016-02-12}}</ref>
|-
|[[목성]]
| '''{{val|1}}'''
| '''{{val|1}}'''
| 
|-
|[[토성]]
| {{val|3.3397683}}
| {{val|0.29942197}}
| align="center" | {{refn|name="sig fig"|group=주석|이 표의 일부 값들은 명목상 수치로, ''Numerical Standards for Fundamental Astronomy''에서 가져와<ref name="CBE"/> IAU Resolution B3의 권고에 따라 [[유효숫자]]에 적절히 유의하여 반올림한 값이다.<ref name = "IAU XXIX" />}}
|-
|[[천왕성]]
| {{val|21.867552}}
| {{val|0.045729856}}
| align="center" | {{refn|name="sig fig"|group=주석}}
|-
|[[해왕성]]
| {{val|18.53467}}
| {{val|0.05395295}}
| align="center" | {{refn|name="sig fig"|group=주석}}
|-
|[[글리제 229|글리제 229B]]
| 
| {{val|21|-|52.4}}
| align="center" |<ref name="apjss71">{{저널 인용
  |author1=White, Stephen M. |author2=Jackson, Peter D. |author3=Kundu, Mukul R. | title=A VLA survey of nearby flare stars
  | journal=Astrophysical Journal Supplement Series
  | volume=71 |date=December 1989
  | pages=895–904 | doi=10.1086/191401 | bibcode=1989ApJS...71..895W}}</ref>
|-
|[[페가수스자리 51 b]]
|
| {{val|0.472|0.039}}
| align="center" |<ref>{{저널 인용|arxiv=1504.05962|last1=Martins|first1=J. H. C|title=Evidence for a spectroscopic direct detection of reflected light from 51 Peg b|journal=Astronomy & Astrophysics|volume=576|issue=2015|pages=A134|last2=Santos|first2=N. C|last3=Figueira|first3=P|last4=Faria|first4=J. P|last5=Montalto|first5=M|last6=Boisse|first6=I|last7=Ehrenreich|first7=D|last8=Lovis|first8=C|last9=Mayor|first9=M|last10=Melo|first10=C|last11=Pepe|first11=F|last12=Sousa|first12=S. G|last13=Udry|first13=S|last14=Cunha|first14=D|display-authors=3|year=2015|doi=10.1051/0004-6361/201425298|bibcode=2015A&A...576A.134M}}</ref>
|}

== 같이 보기 ==
* [[뜨거운 목성]]
* [[태양질량]]
* [[지구질량]]

== 각주 ==
; 내용주
{{각주|group=주석}}

; 참조주
{{각주}}

{{목성}}

[[분류:목성]]
[[분류:질량의 단위]]
[[분류:천문학의 단위]]