목성은 우리가 생각한 것보다 작고 납작하다

목성 절반을 촬영한 사진이다. 금색, 갈색, 녹색, 파란색 먼지와 가스 구름이 소용돌이치며 행성의 구형 표면을 수직으로 감싼다. 왼쪽 아래에는 커다란 검은 점이 보이고, 표면에는 작은 흰 점들이 흩어져 소용돌이치는 구름과 먼지 고리 사이사이를 이룬다. 주노 탐사선이 촬영한 목성 사진이다. 왼쪽에는 거대한 위성 가니메데Ganymede 그림자가 보인다. 새로운 연구에 따르면, 주노 탐사선의 데이터는 목성이 이전에 생각한 것보다 더 납작함을 시사한다. (이미지 출처: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS, 이미지 처리: Thomas Thomopoulos © CC BY)

새로운 연구에 따르면, 목성은 수십 년 동안 과학자들이 생각한 것보다 약간 작고 납작한 것으로 나타났다.

연구진은 주노 탐사선Juno spacecraft이 보내온 전파 데이터를 이용해 태양계 최대 행성인 목성 크기를 정밀하게 측정했다.

이번 연구 결과는 2월 2일 네이처 애스트로노미Nature Astronomy 저널에 발표되었으며, 현재 측정값과 이전 측정값 차이는 크지 않지만, 목성 내부 구조와 태양계 밖 다른 가스 행성들에 대한 모델을 개선하는 데 도움이 된다고 밝혔다.

이스라엘 와이즈만 과학 연구소 행성 과학자이자 이번 연구 공동 저자인 요하이 카스피Yohai Kaspi는 성명에서 "교과서를 업데이트해야 할 필요가 있을 것"이라며, "목성 크기는 물론 변하지 않았지만, 측정 방식은 달라졌다"고 말했다.

지금까지 과학자들은 보이저 1호와 2호, 그리고 파이오니어 10호와 11호가 수행한 6번 측정 결과를 바탕으로 목성 크기와 모양을 파악했다.

성명에 따르면, 이후 표준으로 채택된 이 측정값들은 약 50년 전에 전파를 이용해 얻은 것이다.

하지만 2016년 목성에 도착한 이후 목성과 그 위성들에 대한 데이터를 수집한 주노 탐사선은 지난 2년 동안 훨씬 더 많은 전파 데이터를 확보했다.

이 추가 데이터를 통해 연구진은 이제 목성 크기를 사방으로 약 400미터(1,300피트)까지 정밀하게 측정할 수 있게 되었다.

카스피 연구원은 "목성까지 거리를 알고 목성의 자전을 관찰하는 것만으로도 크기와 모양을 파악할 수 있다"고 말했다.

"하지만 정말 정확한 측정을 위해서는 더 정교한 방법이 필요합니다."

목성을 원으로 나타내고, 선으로 목성 이전 및 현재 크기 추정치를 나타낸 그림. 주노 탐사선 관측 결과와 보이저 및 파이오니어 탐사선 관측 결과 간 차이를 보여주는 목성 그림. (이미지 출처: 바이츠만 과학 연구소)

 
빛의 굴절

새로운 연구에서 과학자들은 주노 탐사선이 지구로 보내는 전파 신호가 목성 대기를 통과하면서 어떻게 굴절되는지, 그리고 목성이 신호를 완전히 차단했을 때 신호가 어떻게 끊기는지를 추적했다.

이러한 측정값을 통해 연구팀은 목성의 바람으로 인해 가스 행성 모양이 미세하게 변하는 것을 고려할 수 있었다.

그런 다음, 이 정보를 사용해 행성 모양과 크기를 정밀하게 계산했다.

새로운 데이터를 바탕으로 연구팀은 목성의 극에서 중심까지 반지름이 41,534마일(66,842km)이라는 것을 계산했는데, 이는 이전 측정값보다 7.5마일(12km) 더 작다.

적도에서의 반지름은 44,421마일(71,488km)로, 이전에 생각한 것보다 2.5마일(4km) 더 작다.

"이 몇 킬로미터 차이가 중요하다"고 이번 연구 공동 저자인 와이즈만 과학 연구소 가스 행성 전문가 엘리 갈란티Eli Galanti는 성명에서 밝혔다.

"반지름을 아주 조금만 조정해도 목성 내부 모델이 중력 데이터와 대기 측정값 모두에 훨씬 더 잘 들어맞습니다."

연구진은 이번 연구를 통해 업데이트한 측정값이 목성 내부 구조에 대한 이해를 높일 뿐만 아니라 태양계 너머 가스 행성에서 얻은 데이터를 해석하는 데에도 도움이 될 것이라고 밝혔다.

카스피는 성명에서 "이번 연구는 행성의 형성 및 진화 과정을 이해하는 데 도움이 된다"고 말했다.

"목성은 태양계에서 가장 먼저 형성된 행성일 가능성이 높으며, 목성 내부를 연구함으로써 태양계와 우리 태양계와 같은 행성들이 어떻게 생겨났는지에 대한 이해에 한 걸음 더 다가갈 수 있습니다."

Article Sources
Galanti, E., Smirnova, M., Ziv, M., Fonsetti, M., Caruso, A., Buccino, D. R., Hubbard, W. B., Militzer, B., Bolton, S. J., Guillot, T., Helled, R., Levin, S. M., Parisi, M., Park, R. S., Steffes, P., Tortora, P., Withers, P., Zannoni, M., & Kaspi, Y. (2026). The size and shape of Jupiter. Nature. https://doi.org/10.1038/s41550-026-02777-x