سیاره مشتری | ویژگی‌ها، قمرها، عجایب و هر آنچه باید بدانید

سیاره‌ی مشتری که با نام‌های دیگری مثل برجیس، هرمز یا ژوپیتر شناخته می‌شود، پنجمین و بزرگ‌ترین سیاره‌ی منظومه‌ی شمسی است. مشتری نقش عمده‌ای در تحول تاریخ منظومه‌ی شمسی داشته و می‌توان گفت زمین تا اندازه‌ای بقای خود را مدیون مشتری است.

این سیاره به همراه زحل از غول‌های گازی هستند دو سیاره‌ی دیگر اورانوس و نپتون در دسته‌ی غول‌های یخی منظومه‌ی شمسی قرار می‌گیرند. مشتری ترکیبی از هیدروژن و هلیوم است و به دلیل سرعت بالای چرخش، شکل آن کاملاً کروی نیست. جو خارجی مشتری به چند نوار با عرض‌های جغرافیایی متفاوت تقسیم شده است، در نقاط برخورد این نوارهای جوی، طوفان‌ها و جریان‌های گردابی به وجود می‌آیند. یکی از نقاط اشتراک این نوارها لکه‌ی سرخ بزرگ معروف است؛ طوفان عظیمی که برای اولین بار در قرن هفدهم با تلسکوپ رصد شد.

سیاره‌ی مشتری دارای حلقه‌ای کمرنگ و یک مگنتوسفر قوی است. این سیاره که پادشاه سیاره‌ها هم نامیده می‌شود، دارای ۷۹ قمر تأییدشده است. مشتری از نظر تعداد قمرها در رتبه‌ی دوم منظومه‌ی شمسی و پس از سیاره زحل قرار می‌گیرد (با ۸۲ قمر). معروف‌ترین قمرهای این سیاره یک مجموعه‌ی چهارتایی معروف به قمرهای گالیله است که در سال ۱۶۱۰ توسط دانشمند ایتالیایی گالیلئو گالیله کشف شدند. گانیمد بزرگ‌ترین قمر مشتری و بزرگ‌ترین قمر در کل منظومه‌ی شمسی است.

فضاپیماهای رباتیک پژوهش‌های زیادی روی مشتری انجام داده‌اند. از معروف‌ترین مأموریت‌های مشتری می‌توان به مأموریت‌های وویجر و پایونیر و سپس مدارپیمای گالیله اشاره کرد. در اواخر فوریه‌ی ۲۰۰۷ کاوشگر نیوهورایزنز به بازدید از مشتری پرداخت و از جاذبه‌ی این سیاره برای افزایش سرعت و قرار گرفتن در مسیر پلوتو استفاده کرد. آخرین مأموریت به سمت مشتری توسط کاوشگر جونو انجام شد که در ۴ جولای ۲۰۱۶ در مدار این سیاره قرار گرفت.

۱. مشتری بزرگ‌ترین سیاره‌ی منظومه‌ی شمسی است که نام آن برگرفته است خدای آسمان و رعد است. این سیاره عمدتا از گاز (هیدروژن و هلیوم) تشکیل شده است و هسته‌ی داخلی آن تقریباً هم‌اندازه با زمین است.

۲. سیاره‌ مشتری دارای حداقل ۷۹ قمر است که چهار قرمز بزرگ آن عبارت‌اند از: آیو، اروپا، گانیمید و کالیستو (این قمرها به افتخار گالیله با عنوان قمرهای گالیله هم شناخته می‌شوند). با اینکه سیاره‌ی مشتری نمی‌تواند میزبان حیات باشد، برخی از قمرهای آن به دلیل وجود اقیانوس‌های زیر سطح پتانسیل حیات را دارند.

۳. چرخش مشتری به دور خود از هر سیاره‌ی دیگری سریع‌تر است و همین مسئله به وجود رگه‌هایی می‌انجامد: مناطق تاریک (کمربندها) نشان‌دهنده‌ی بالا رفتن ابرها و گازها هستند؛ مناطق روشن (نواحی) نشان‌دهنده‌ی نشست کمربند هستند.

۴. سرعت چرخش مشتری در استوا سریع و در قطب‌ها آهسته است؛ بدین‌ترتیب لایه‌های گازی در مناطق برخورد تکانه‌ها باعث ایجاد نقاط سفید، طوفان‌های مارپیچی و گرداب‌ها می‌شود. یکی از طوفان‌های معروف مشتری، لکه‌ی سرخ بزرگ با ابعاد سه برابر زمین است. این طوفان همیشگی نیست.

۵. سیاره‌ی مشتری دارای چهار حلقه است. کاوشگر وویجر ۱ در سال ۱۹۷۹ این حلقه‌ها را کشف کرد. این حلقه‌ها بسیار کم‌رنگ هستند و برخلاف حلقه‌های شفاف زحل که از یخ و سنگ تشکیل شده‌اند، از ذرات غبار ساخته شدند.

(از بالا به پائین): لکه‌ی سرخ بزرگ مشتری، آیو، اروپا، گانیمید، کالیستو

کاوشگر جونو هم در طول مأموریت خود به حقایق جذابی درباره‌ی سیاره‌ی مشتری رسیده است که به آن‌ها اشاره می‌کنیم:

۶. جو مشتری شگفت‌انگیز است. براساس یافته‌های جونو این غول گازی بسیار متلاطم‌تر از حد تصور است. آب و هوای ابر و بادی تنها در لایه‌ی فوقانی این سیاره دیده نمی‌شوند. بلکه این بادها تا فاصله‌ی هزاران کیلومتری در اعماق مشتری هم وجود دارند. همچنین به طرز شگفت‌انگیزی، نوارهای مشتری در نزدیکی قطب‌های آن ناپدید می‌شوند.

۷. براساس فرضیه‌ها ابرهای گازی مشهور مشتری (ترکیبی از آب و آمونیاک) به صورت مساوی ترکیب شده‌اند. بااین‌حال آمونیاک کمتری در سطح وجود دارد و بیشتر آمونیاک در هسته متمرکز شده است.

۸. در قطب‌های شمال و جنوب مشتری، زنجیره‌های دایره‌ای از گردبادهای عظیم در جریان است. این طوفان‌های چرخان در ابعاد قاره‌های زمین به‌شدت متراکم هستند. طول آن‌ها به ۴۸ کیلومتر و عرض آن‌ها به صدها کیلومتر می‌رسد.

۹. هسته‌ی جامد مشتری در مرکز آن کاملاً فشرده نیست. بلکه کره‌ای متورم در ابعاد نصف قطر مشتری است. هیچ‌کس نمی‌داند دلیل این مسئله چیست اما براساس فرضیه‌ها، جرمی سنگین با مشتری برخورد کرده که باعث شده هسته‌ی آن با دیگر گازهای اطراف ترکیب شود.

۱۰. مشتری دارای قوی‌ترین میدان مغناطیسی در منظومه‌ی شمسی است اما جونو نشان می‌دهد این میدان حتی از حد انتظار هم قوی‌تر و به سطح سیاره نزدیک‌تر است. همچنین قطب‌های شمال و جنوب مشتری شبیه نیستند.

سیاره‌ی ژوپیتر یا مشتری از دوران باستان شناخته‌ شده است. این سیاره در فرهنگ‌های مختلف با نام‌های متعددی مثل ژوپیتر (فرهنگ رومی)، برجیس، اورمزد و زاوش هم شناخته می‌شود. مشتری در آسمان شب با چشم غیرمسلح و گاهی هم هنگام روز (زمانی که نور خورشید کم است) قابل رؤیت است. رومی‌ها این سیاره را با الهام از یکی از خدایان اسطوره‌ی روم، ژوپیتر (که به خدای عشق هم معروف است) نام‌گذاری کردند.

بابلی‌ها مشتری را با نام خدای خود، ماردوک می‌شناختند. آن‌ها از دوره‌ی ۱۲ ساله‌ی مشتری در کنار دایره‌البروج برای تعریف صورت‌های فلکی زودیاک استفاده می‌کردند. رومی‌ها مشتری را ستاره می‌دانستند. از طرفی در یونان مشتری با نام زئوس (همتای خدای رومی ژوپیتر) شناخته می‌شد. یونانیان باستان این سیاره را فایتون به معنی درخشنده یا ستاره‌ی مشتعل می‌شناختند. منشأ نماد ستاره‌شناسی مشتری (تصویر ذیل) مشخص نیست؛ اما بسیاری آن را نماد رعد و برق می‌دانند و براساس گزارش‌های جدید این نماد براساس خط هیروگلیف مصری به معنی عقاب است.

از زمان بیگ‌بنگ و آغاز جهان نزدیک به ۱۳.۸ میلیارد سال و از زمان شکل‌گیری منظومه‌ی شمسی تقریباً ۴.۶ میلیارد سال می‌گذرد. مشتری کهن‌سال‌ترین سیاره‌ی منظومه‌ی شمسی است. این سیاره که ۲.۵ برابر سنگین‌تر از بقیه‌ی سیاره‌های منظومه‌ی شمسی است نقش مهمی در شکل‌گیری و تکامل همسایه‌های خود داشته است. در ۴٫۶ میلیارد سال پیش، منظومه‌ی شمسی ابری از گاز و غبار یا سحابی خورشیدی بود. جاذبه این ماده را دچار فروپاشی کرد و شروع به چرخیدن کرد؛ خورشید در مرکز آن به وجود آمد. با شکل‌گیری خورشید، بقیه‌ی مواد متراکم شدند. ذرات کوچک با نیروی جاذبه به یکدیگر نزدیک و به ذرات بزرگ‌تر تبدیل شدند.

بادهای خورشیدی عناصر سبک‌تر مثل هیدروژن و هلیوم را دور کردند و مواد سنگی و سنگین در نزدیکی خورشید دنیاهای سنگی کوچک‌تری مثل زمین را ساختند. ازآنجاکه بادهای خورشیدی تأثیر کمتری روی عناصر سبک‌تر داشتندُ این عناصر برای تشکیل غول‌های گازی به یکدیگر پیوستند.

براساس مدل تجمع هسته (core accretion) در ابتدا هسته‌های سنگی سیاره‌ها شکل گرفتند، سپس عناصر سبک‌تر، گوشته و پوسته‌ی سیاره‌ها را تشکیل دادند. در دنیاهای سنگی، عناصر سبک‌تر جو را تشکیل دادند. بررسی سیاره‌های خارجی (خارج از منظومه‌ی شمسی) نظریه‌ی تجمع هسته را به‌عنوان فرایند شکل‌گیری غالب تأیید می‌کند. ستاره‌هایی که فلز بیشتری در هسته‌ی خود دارند (اصطلاحی که ستاره‌شناسان برای عناصری غیر از هیدروژن و هلیوم به کار می‌روند) نسبت به ستاره‌هایی که فقط از فلز ساخته شده‌اند، سیاره‌های بزرگ‌تری در منظومه‌ی خود دارند.

فرایند تجمع هسته برای غول‌های گازی مثل مشتری نیاز به زمان زیادی دارد. ابر ماده‌ی دور خورشید تنها مدت کوتاهی دوام می‌آورد؛ یا به سیاره تبدیل می‌شود یا کاملاً ناپدید می‌شود. سیاره‌های غول‌آسا بر خلاف سیاره‌های سنگی مثل سیاره مریخ و زمین، خیلی سریع و تنها در چند میلیون سال شکل گرفتند. درنتیجه براساس یک بازه‌ی مشخص زمانی حلقه‌ی گازی دور خورشید تنها ۴ تا ۵ میلیون سال دوام آورده است.

براساس نظریه‌ای نسبتاً جدید به نام ناپایداری دیسک، توده‌های گاز و غبار در اوایل حیات منظومه‌ی شمسی به یکدیگر پیوستند. به‌ مرور زمان این توده‌ها به سیاره‌های بزرگ‌تر تبدیل شدند. سرعت شکل‌گیری این سیاره‌ها براساس این نظریه سریع‌تر از نظریه‌ی تجمع هسته است و حتی گاهی به چند هزار سال هم می‌رسد. برخوردهای مداوم در مشتری (درست مانند سیارات دیگر) دمای این سیاره را بالا برد. مواد متراکم به سمت مرکز سوق پیدا کردند و هسته را تشکیل دادند. بعضی دانشمندان معتقدند هسته‌ی این سیاره می‌تواند گوی داغی از مایعات باشد؛ درحالی‌که براساس پژوهش‌های دیگر، هسته‌ی مشتری یک سنگ جامد با اندازه‌ی ۱۴ الی ۱۸ برابر زمین است.

بزرگ‌ترین چالش نظریه‌ی تجمع هسته، زمان آن است. براساس پژوهشی دیگر، اجرام کوچک در اندازه‌ی سنگریزه برای تشکیل سیاره‌های بزرگ با سرعتی ۱۰۰۰ برابر بیشتر از مدل‌های قبلی به یکدیگر پیوستند. در سال ۲۰۱۲ دو پژوهشگر به نام میشل لمبرچت و آندرس یوهانسن از دانشگاه لاند سوئد نظریه‌ی ذرات کوچک را ارائه کردند. براساس بررسی آن‌ها سنگریزه‌های باقی‌مانده از فرآیندهای شکل‌گیری (که قبلاً بی‌اهمیت تلقی می‌شدند) می‌توانند کلید مسئله‌ی شکل‌گیری سیاره‌ها را در خود داشته باشند.

در سال ۲۰۱۱ دانشمندان از مدل انتقال بزرگ (Grand Tack) رونمایی کردند. براساس این نظریه مشتری پس از تشکیل یک مهاجرت دومرحله‌ای داشته است. مشتری دقیقاً در فاصله‌ی ۳.۵ واحد نجومی از خورشید تشکیل شده است و پس از انتقال دومرحله‌ای در موقعیت فعلی ۵٫۲ واحد نجومی قرار گرفته است.

تصور می‌رود مشتری در طول این نقل و انتقالات بسیاری از اجرام از جمله بعضی سیاره‌های نسل اول منظومه‌ی شمسی را از بین برده است. بدون مشتری احتمالاً زمینی هم وجود نداشت؛ این سیاره با نابود کردن دنیاهای کوچک‌تر راه را برای زمین هموارتر کرده است.

اگر جرم کل سیاره‌های منظومه‌ی شمسی را با هم جمع کنیم، جرم مشتری بیش از دوبرابر آن‌ خواهد بود. این غول گازی می‌تواند ۱۳۰۰ سیاره‌ی زمین را در خود جای بدهد. درنتیجه اگر سیاره‌ی مشتری را هم‌اندازه با یک توپ بسکتبال فرض کنید، زمین هم‌اندازه با یک دانه‌ی انگور خواهد بود. این سیاره‌ی گازی همچنین ۳۱۸ برابر سنگین‌تر از زمین است. در قطر مشتری، می‌توان ۱۱ سیاره‌ی زمین را جای داد.

سیاره زمین دربرابر مشتری؛ مشتری بیش از ۱۳۰۰ زمین را در خود جای می‌دهد

بخش زیادی از مشتری را مواد سیال و گازی تشکیل می‌دهند. قطر این غول گازی به ۱۴۲,۹۸۴ کیلومتر می‌رسد. میانگین چگالی آن ۱۳۲۶ گرم بر سانتی‌متر مکعب است و از این نظر دومین رتبه را در میان غول‌های گازی دارد. بخش زیادی از مشتری از مواد گازی و مایع تشکیل شده است و مواد متراکم‌تر در لایه‌ی زیرین قرار دارند. ۸۸ تا ۹۲ درصد جو فوقانی این سیاره از هیدروژن و ۸ تا ۱۲ درصد آن از هلیوم تشکیل شده است. به‌طورکلی ۷۵ درصد جرم این سیاره را هیدروژن، ۲۴ درصد آن را هلیوم و یک درصد باقی‌مانده را هم عناصر دیگر تشکیل می‌دهند.

جو مشتری شامل مقادیر متان، آب، بخار، آمونیاک و ترکیب‌های سیلیکونی است. ردپاهایی از کربن، اتان، هیدروژن سولفید، نئون، اکسیژن، فسفین و سولفور هم در آن دیده می‌شود. خارجی‌ترین لایه‌ی جو از کریستال‌های منجمد آمونیاک تشکیل شده است. تراکم مواد در لایه‌های داخلی بیشتر است. کشف آب در سیاره مشتری یکی از یافته‌های جالب سال‌های گذشته بود. دانشمندان با استفاده از کاوشگر جونو به شواهدی از وجود آب در سیاره مشتری رسیدند که بسیار فراتر از حد تصور آن‌ها بود.

با استفاده از اندازه‌گیری‌های فرابنفش و فروسرخ، مقادیری بنزن و هیدروکربن هم در این سیاره کشف شده است. براساس نتایج طیف‌سنجی، ترکیب مشتری تقریباً مشابه ترکیب زحل است؛ اما دو غول گازی دیگر یعنی اورانوس و نپتون نسبت به مشتری هیدروژن و هلیوم کمتر و یخ بیشتری دارند و ازاین‌رو، غول‌های یخی هم نامیده می‌شوند.

براساس اندازه‌گیری‌های جاذبه‌ای در ۱۹۷۷، جرم هسته‌ی این سیاره ۱۲ تا ۴۵ مرتبه بیشتر از جرم زمین برآورد شد. هسته‌ی مشتری ۴ الی ۱۴ درصد از جرم کلی آن را تشکیل می‌دهد. شعاع مشتری تقریباً یک‌دهم شعاع خورشید و جرم یک‌هزارم جرم خورشید است؛ بنابراین چگالی هر دو یکسان است. از جرم مشتری معمولاً به‌عنوان واحدی برای توصیف جرم اجرام دیگر به‌ویژه سیاره‌های خارجی یا کوتوله‌های قهوه‌ای استفاده می‌شود.

اگر مشتری ۷۵ مرتبه سنگین‌تر بود امکان گداخت هیدروژنی را داشت و به یک ستاره تبدیل می‌شد؛ این در حالی است که شعاع کوچک‌ترین کوتوله‌ی سرخ تنها ۳ درصد بیشتری از مشتری است. بااین‌حال، مشتری نسبت به حرارت دریافتی از خورشید، حرارت بیشتری را از خود منتشر می‌کند.

مقدار حرارت تولیدشده از مشتری برابر با کل تشعشعات خورشیدی دریافتی این سیاره است. این فرایند باعث می‌شود مشتری هر سال ۲ سانتی‌متر کوچک‌تر شود. درحالی‌که در ابتدای شکل‌گیری بسیار داغ‌تر بود و قطر آن دو برابر قطر کنونی آن بوده است. براساس فرضیه‌های موجود، هسته‌ی مشتری سنگی است؛ اما ترکیب دقیق آن هنوز ناشناخته باقی مانده است. ممکن است هسته با هیدروژن فلزی غلیظی احاطه شده باشد که ۷۸ درصد شعاع این سیاره را تشکیل می‌دهد. قطره‌های باران‌مانند هلیوم و نئون به سمت پائین این لایه رسوب می‌کنند و فراوانی این عناصر در جو فوقانی به حداقل می‌رسد.

این برش مدل داخلی مشتری با یک هسته‌ی سنگی را نشان می‌دهد که با لایه‌ای عمیق از هیدروژن فلزی مایع احاطه شده است.

مانند جو خورشید، بخش زیادی از جو مشتری از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده است. نوارهای تاریک و روشن رنگی روی جو مشتری بر اثر بادهای قوی شرق به غرب به وجود آمده‌اند که با سرعت بیش از ۵۳۹ کیلومتر بر ساعت حرکت می‌کنند. ابرها در مناطق روشن ترکیبی از کریستال‌های منجمد آمونیاک هستند؛ درحالی‌که ابرهای نواحی تاریک‌تر از مواد شیمیایی دیگری تشکیل شده‌اند. در عمیق‌ترین سطح قابل رصد این سیاره ابرهای آبی قرار دارند. نوارهای ابری مشتری به مرور زمان تغییر می‌کنند و در داخل جو مشتری باران‌های الماس می‌بارند.

به‌سختی می‌توان گفت جو مشتری دقیقاً از چه چیزی تشکیل شده است، چراکه ۹۰ درصد این سیاره را هیدروژن و ۱۰ درصد آن را هلیوم تشکیل می‌دهد. روی زمین تمام این گازها جوی در نظر گرفته می‌شوند؛ اما جاذبه‌ی قوی مشتری باعث می‌شود جو این سیاره به چند لایه‌ی مجزا تبدیل شود که هرکدام ویژگی‌های جذاب و منحصربه‌فردی دارند. برخلاف زمین، مرز واضحی بین جو مشتری و خود سیاره وجود ندارد. با نفوذ بیشتر به اعماق مشتری، تراکم و دمای هیدروژن و هلیوم تغییر می‌کند و دانشمندان براساس همین تغییرات لایه‌های مختلف جوی مشتری را توصیف می‌کنند. لایه‌های جوی مشتری شامل تروپوسفر، استراتوسفر، ترموسفر و اگزوسفر است.

ازآنجاکه مشتری فاقد سطحی یکپارچه است، دانشمندان فشار قسمت پائین جو آن را ۱۰۰ کیلو پاسکال برآورد می‌کنند؛ جو سیاره دقیقاً بالاتر از این نقطه مشخص می‌شود. جو مشتری هم مانند زمین با ارتفاع کاهش می‌یابد تا زمانی که به حداقل مقدار خود برسد. حداقل مقدار جو را می‌توان در مرز بین تروپوسفر و استراتوسفر یعنی تروپوپاوس پیدا کرد (تقریباً ۵۰ کیلومتر بالای سطح مشتری است).

استراتوسفر تا ارتفاع ۳۲۰ کیلومتر امتداد دارد و در راستای آن فشار هم کاهش پیدا می‌کند، با کاهش فشار دما بالا می‌رود. در این نقطه مرز بین استراتوسفر و ترموسفر تعریف می‌شود. دمای ترموسفر در ارتفاع ۱۰۰۰ کیلومتری به ۷۲۶ درجه‌ی سانتی‌گراد هم می‌رسد. تمام ابرها و طوفان‌های قابل مشاهده در قسمت پائین تروپوسفر مشتری قرار دادند و از آمونیاک، هیدروژن سولفید و آب تشکیل شده‌اند.

بارزترین ویژگی مشتری لکه‌ی سرخ بزرگ آن است. این لکه یک طوفان گردبادی پایدار بزرگ‌تر از زمین است که در زاویه‌ی ۲۲ درجه‌ی استوا قرار گرفته است که براساس یک فرضیه از ۱۸۳۱ و براساس یک فرضیه‌ی دیگر از ۱۶۶۵ کشف شده است. این لکه به اندازه‌ای بزرگ است که به‌راحتی با یک تلسکوپ آماتور با گشودگی دیافراگم ۱۲ سانتی‌متر قابل مشاهده است. جهت چرخش این طوفان گردبادی بر خلاف جهت عقربه‌های ساعت و بازه‌ی گردش آن ۶ روزه است. حداکثر ارتفاع این طوفان ۸ کیلومتر بالای نواحی ابری است.

براساس مدل‌های ریاضی این طوفان پایدار است و ممکن است یکی از ویژگی‌های پایدار این سیاره باشد. بااین‌حال اندازه‌ی این لکه همواره کاهش یافته است. در اواخر سده‌ی ۱۸۰۰ عرض این لکه حدود ۵۶,۳۲۷ کیلومتر برآورد شد که چهار برابر قطر زمین است. پس از رسیدن فضاپیمای وویجر ۲ در سال ۱۹۷۹ به این سیاره، قطر این طوفان به دو برابر عرض سیاره‌ی زمین کاهش پیدا کرده بود.

بررسی‌های مربوط به لکه‌ی سرخ‌رنگ مشتری نشان می‌دهند اندازه‌ی این لکه هنوز هم در حال کاهش است. در ۳ آوریل ۲۰۱۷ عرض این لکه ۱۶,۳۵۰ کیلومتر برآورد شد که ۱٫۳ برابر قطر زمین است. طولانی‌ترین طوفان زمین ۳۱ روز دوام می‌آورد؛ اما مشتری به دلیل داشتن هزاران کیلومتر اتمسفر با سرعتی بسیار بالاتر از چرخش زمین، طوفان‌های پایدارتری دارد.

ابعاد لکه‌ی سرخ بزرگ مشتری در طول سال‌های گذشته کاهش یافته است.

میدان مغناطیسی مشتری چهارده مرتبه قوی‌تر از میدان مغناطیسی زمین است. تصور می‌شود این میدان توسط جریان‌های گردابی در هسته‌ی هیدروژنی فلزی این سیاره به وجود آمده باشد. بعضی ویژگی‌های میدان مغناطیسی مشتری بی‌نظیر هستند و مانند آن در میدان مغناطیسی زمین وجود ندارد.

آتش‌فشان‌های قمر آیوی مشتری مقادیر زیادی سولفور دی‌اکسید آزاد می‌کنند، درنتیجه یک هاله‌ی گازی دورتادور مدار این قمر شکل می‌گیرد. این گاز در مگنتوسفر (مغناطیس‌کره) مشتری یونیزه شده و یون‌های سولفور و اکسیژن آزاد می‌شوند.

این یون‌ها همراه با یون هیدروژن جو مشتری یک صفحه‌ی پلاسمایی را در بدنه‌ی استوایی این سیاره شکل می‌دهند پلاسمای موجود در این صفحه همراه با این سیاره به چرخش درمی‌آید و منجر به تغییر شکل میدان مغناطیسی دوقطبی به یک دیسک مغناطیسی می‌شود. الکترون‌های موجود در صفحه‌ی پلاسما یک اثر رادیویی قوی را ایجاد می‌کنند که انفجارهایی در طیف ۰.۶ تا ۳۰ مگاهرتز را تولید می‌کند.

مگنتوسفر مشتری عامل نشر شدید مواد رادیویی از بخش‌های قطبی این سیاره است. فعالیت‌های آتش‌فشانی قمر آیوی این سیاره منجر به نشر گاز در مگنتوسفر مشتری می‌شود و هاله‌ای از ذرات را دورتادور آن به وجود می‌آورد. با حرکت آیو در این هاله، موج‌های آلفون به وجود می‌آیند. موج آلفون یک نوع موج مغناطیسی هیدرودینامیک است که در آن یون‌ها در پاسخ به یک ولتاژ مؤثر روی خطوط میدان مغناطیسی به نوسان درمی‌آیند. این موج‌ها حامل مواد یونی در مناطق قطبی مشتری هستند.

میانگین فاصله‌ی بین مشتری و خورشید ۷۷۸ میلیون کیلومتر (تقریباً ۵.۲ برابر بیشتر از فاصله‌ی بین زمین و خورشید است) و هر ۱۱٫۸۶ سال زمینی به دور خورشید می‌چرخد. مدار بیضوی مشتری در مقایسه با زمین دارای انحراف ۱٫۳۱ درجه‌ای است. خروج از مرکز مدار این سیاره این سیاره ۰٫۰۴۸ است، به همین دلیل فاصله‌ی آن با خورشید بین نزدیک‌ترین تماس (حضیض) تا دورترین فاصله (اوج) به اندازه‌ی ۷۵ میلیون کیلومتر متغیر است.

نوسان محوری این سیاره نسبتاً اندک است: ۳٫۱۳ درجه. درنتیجه در مقایسه با زمین و مریخ تغییرات فصلی زیادی ندارد. مشتری در میان سیاره‌های منظومه‌ی شمسی با بیشترین سرعت به دور خود می‌چرخد و چرخش به دور محور خود را در بازه‌ی کمتر از ده ساعت کامل می‌کند به دلیل سرعت بالای چرخش یک برآمدگی استوایی ایجاد می‌شود که به‌راحتی ازطریق یک تلسکوپ آماتور مستقر در زمین قابل مشاهده است. قطر استوای مشتری ۹۲۷۵ کیلومتر بیشتر از قطر قطب‌های آن است. به این دلیل که مشتری یک بدنه‌ی صلب و یکپارچه نیست، جو بالایی آن چرخش متفاوتی دارد. چرخش جو قطبی مشتری تقریباً ۵ دقیقه طولانی‌تر از جو استوایی آن است.

مشتری دارای ۷۹ قمر تأییدشده است. مشتری از نظر تعداد قمرها در رتبه‌ی دوم منظومه‌ی شمسی و پس از زحل قرار می‌گیرد (با ۸۲ قمر)؛ اما طبق جدیدترین پژوهش‌ها، ستاره‌شناسان کانادا شواهدی مبنی بر وجود ۴۵ قمر کوچک در مدار مشتری پیدا کردند و براساس حدس و گمان‌ها، تعداد قمرهای این سیاره می‌تواند به ۶۰۰ عدد برسد؛ اما هنوز به مرحله‌ی تأیید و رصد نرسیده‌اند.

به‌طور کلی از بین ۷۹ قمر تأیید‌شده‌ی مشتری، چهار قمر بزرگ گالیله از شهرت بیشتری برخوردار هستند. این قمرها در سال ۱۶۱۰ میلادی توسط گالیلئو گالیله و سیمون مارینوس به‌صورت مستقل کشف شدند. در اوایل ۱۸۹۲، تعداد بیشتری از قمرهای مشتری کشف شدند و اسامی عشاق یا دختران ژوپیتر، خدای رومی یا زئوس (همتای یونانی آن) را گرفتند. قمرهای گالیله بزرگ‌ترین و سنگین‌ترین اجرام در مدار مشتری هستند.

هشت قمر مشتری از قمرهای منظم با مدارهای تقریباً دایره‌ای هستند. قمرهای گالیله به دلیل جرم سیاره‌ای تقریباً کروی هستند. اگر این قمرها در مدار خورشید بودند در دسته‌ی سیاره‌های کوتوله‌ قرار می‌گرفتند. چهار قمر دیگر کوچک‌تر هستند و در فاصله‌ی کمتری از سیاره‌ی مشتری قرار دارند؛ این قمرها منابعی برای تشکیل حلقه‌های مشتری هستند. سایر قمرهای مشتری نامنظم هستند و مدار آن‌ها در فاصله‌ی دورتری از مشتری قرار دارد. این قمرها احتمالاً از مدارهای خورشیدی در دام جاذبه‌ی مشتری گرفتار شده‌اند. بیست و دو قمر نامنظم مشتری هنوز به‌طور رسمی نام‌گذاری نشده‌اند.

گمان می‌رود قمرهای منظم مشتری از دیسک چرخان سیاره‌ای شکل گرفته باشند؛ حلقه‌ای از گاز و سنگ‌ریزه که مشابه دیسک اولیه‌ی سیاره‌ای است. از طرفی قمرهای نامنظم از سیارک‌هایی تشکیل شده‌اند که در دام جاذبه‌ی مشتری گرفتار آمده‌اند. به باور بسیاری از دانشمندان، این سیارک‌ها خرد شده و سپس بر اثر برخورد با اجرام کوچک دیگر، قمرهای نامنظم مشتری را تشکیل داده‌اند.

به‌طور کلی قمرهای مشتری به دو دسته‌ی منظم و نامنظم تقسیم می‌شوند. قمرهای نامنظم خود به دو گروه قمرهای داخلی (آمالتیا) و قمرهای گالیله تقسیم می‌شوند.

• قمرهای داخلی (آمالتیا): متیس، آدراستیا، آمالتیا و تبه از قمرهای داخلی مشتری هستند؛ زیرا در فاصله‌ی نزدیکی با این سیاره قرار دارند. دو عدد از داخلی‌ترین قمرها در کمتر از یک روز مشتری مدار این سیاره را کامل می‌کنند. دو قمر دیگر به ترتیب پنجمین و هفتمین قمر بزرگ در منظومه‌ی قمری مشتری هستند. براساس رصدها، حداقل بزرگ‌ترین عضو این گروه یعنی آمالتیا روی مدار فعلی شکل نگرفته بلکه قبلاً از مشتری دورتر بوده است.
• گروه اصلی یا قمرهای گالیله: آیو، اروپا، گانیمد و کالیستو از بزرگ‌ترین قمرهای منظومه‌ی شمسی از نظر جرم و اندازه هستند. قطر قمر گانیمد حتی از سیاره‌ی عطارد بیشتر اما جرم آن کمتر است. این قمر‌ها به ترتیب چهارمین (آیو)، ششمین (اروپا)، اولین (گانیمد) و سومین (کالیستو) قمرهای طبیعی منظومه‌ی شمسی هستند و تقریباً ۹۹٫۹۹۷ درصد از جرم کل مدار مشتری را در بر می‌گیرند. سیاره‌ی مشتری ۵۰۰۰ برابر سنگین‌تر از قمرهایش است.

قمرهای نامنظم مشتری اجرام کوچکی با مدارهای مختلف‌المرکز و دورتر از مشتری هستند. این قمرها دارای شباهت‌هایی مثل انحراف، خروج از مرکز، محور نیمه‌اصلی و ترکیب شیمیایی هستند. به باور دانشمندان، این‌ها گروهی از قمرهای برخوردی هستند که بر اثر برخورد اجرام والد بزرگ‌تر با سیارک‌های گرفتار در میدان گرانشی مشتری، به وجود آمده‌اند.

قمرهای گالیله از شناخته‌شده‌ترین قمرهای مشتری هستند که در طی کاوش‌های مختلف مورد بررسی قرار گرفتند و اطلاعات بیشتری از آن‌ها دردسترس است. در ادامه به ویژگی‌ها و کاوش‌های مرتبط با این قمرها اشاره می‌کنیم.

آیو، پنجمین قمر بزرگ مشتری و دارای بیشترین فعالیت آتشفشانی در منظومه‌ی شمسی است. این قمر دارای مجراهای سولفوری است که تا ارتفاع ۳۰۰ کیلومتری منتشر می‌شوند. سطح آیو پر از دریاهای گدازه‌ای و دشت‌های سیلابی از سنگ‌های مایع است. ستاره‌شناس‌ها نقشه‌ای شامل ۱۵۰ آتشفشان روی این قمر کشف کردند که برخی از آن‌ها تا ارتفاع ۴۰۰ کیلومتری در فضا گدازه منتشر می‌کنند. آیو با ۴٫۵ میلیارد سال قدمت، هم‌سن سیاره‌ی میزبان خود مشتری است. میانگین فاصله‌ی مداری آیو تا مشتری ۴۴۲ هزار کیلومتر است. ۱٫۷۷ روز زمینی طول می‌کشد تا آیو مدار مشتری را کامل کند. آیو دارای قفل جزر و مدی است و همیشه یک طرف آن به سمت مشتری قرار دارد. قطر آیو تقریباً به ۱۸۲۰ کیلومتر می‌رسد که اندکی بیشتر از قطر ماه است.

آیو دارای شکل نسبتاً بیضی است. از میان قمرهای گالیله، آیو از لحاظ جرم و حجم در رتبه‌ی پایین‌تری نسبت به گانیمد و کالیستو و در رتبه‌ی بالاتری نسبت به اروپا قرار می‌گیرد. میانگین دمای سطح آیو منفی ۱۳۰ درجه‌ی سانتی‌گراد است. به همین دلیل بدنه‌های برف سولفور دی‌اکسید روی سطح آن فراوان هستند. به آیو قمر یخ و آتش هم گفته می‌شود.

آیو در ۸ ژانویه‌ی ۱۶۱۰ میلادی توسط گالیلئو گالیله کشف شد. او در واقع این قمر را یک روز قبل کشف کرد؛ اما نتوانسته بود آیو و اروپا را تشخیص بدهد. کشف گالیله اولین کشف قمری در آن زمان بود. اکتشافات گالیله ثابت کردند سیاره‌ها به دور خورشید می‌چرخند نه زمین. گالیله در ابتدا این قمر را ژوپیتر ۱ نام‌گذاری کرد؛ اما در اواسط سده‌ی نوزدهم میلادی، نام آن به آیو تغییر کرد. در اساطیر یونان، آیو کاهن هرا (همسر زئوس) و دختر ایناچوس، پادشاه آرگوس بود. زئوس (همتای یونانی خدای رومی ژوپیتر) عاشق آیو شد؛ اما او را به گاو تبدیل کرد تا از دست همسرش هرا در امان باشد.

ویژگی‌های آیو: فضای داخلی آیو شامل یک هسته‌ی آهن سولفید و لایه‌ی خارجی‌تر قهوه‌ای‌رنگ سیلیکاتی است. این ترکیب، ظاهری خال‌خال با رنگ‌های نارنجی، سیاه، زرد، قرمز و سفید به این قمر بخشیده است. براساس داده‌های به‌دست‌آمده از مدل‌های کامپیوتری، آیو در منطقه‌ای از اطراف مشتری شکل گرفت که فراوانی یخ آن در ابتدا بالا بود. گرمای آیو همراه ‌با آب موجود بر سطح آن در فاصله‌ی اندکی پس از شکل‌گیری می‌تواند نشانه‌ای از وجود حیات کهن باشد؛ حتی در محیطی که تشعشعات مشتری، آب سطحی را از بین می‌برند.

برجسته‌‌ترین ویژگی‌های این قمر آتشفشان‌های آن هستند. آیو پس از زمین تنها جرم منظومه‌ی شمسی دارای آتش‌فشان‌ فعال است. گالیله یادداشت‌هایی مبنی بر وجود فعالیت آتشفشانی به‌جای گذاشت و فضاپیمای وویجر ناسا در سال ۱۹۷۹ آتشفشان‌های آیو را تأیید کرد. به دلیل فعالیت آتشفشانی، بخش زیادی از جو آیو را سولفور دی‌اکسید تشکیل می‌دهد. براساس مشاهدات تلسکوپ Gemini North در هاوایی و طیف‌سنج TEXES در سال ۲۰۱۸، احتمال فروپاشی جو آیو وجود دارد. پوشش گاز سولفور دی‌اکسید آیو هر روز در حالت سایه‌ منجمد می‌شود. وقتی آیو مجددا به نور خورشید بازمی‌گردد، سولفور دی‌اکسید منجمد یک بار دیگر به گاز تبدیل می‌شود.

کالیستو یکی از قمرهای بزرگ در مدار مشتری است. این قمر دارای سطحی کهن و پر از دهانه‌ی برخوردی است که نشان می‌دهد خبری از فرآیندهای زمین‌شناختی در آن نیست؛ اما این قمر دارای یک اقیانوس زیرزمینی است و به دلیل سطح قدیمی آن، هنوز وجود حیات در این اقیانوس قطعی نیست.

کالیستو مانند دیگر چهار قمر گالیله‌ای در سال ۱۶۱۰ میلادی کشف شد. نام این قمر در ابتدا ژوپیتر IV بود؛ اما در سده‌ی نوزدهم کالیستو نامیده شد. کالیستو توسط کاوشگرهای متعددی از جمله مأموریت طولانی‌مدت فضاپیمای گالیله به مشتری در دهه‌ی ۱۹۹۰ و دهه‌ی ۲۰۰۰ مورد بررسی قرار گرفت. فضاپیمای جونو هم تصاویری از راه دور از قمر کالیستو ثبت کرده است. کالیستو با ۴٫۵ میلیارد سال عمر هم‌سن سیاره‌ی میزبان خود، مشتری است. این قمر سنگین‌ترین جرم دارای حفره‌ی برخوردی در کل منظومه‌ی شمسی است؛ اما سطح آن تقریباً از ۴ میلیارد سال قبل دست‌نخورده باقی مانده.

در میان قمرهای گالیله، کالیستو خارجی‌ترین قمر است. این قمر در فاصله‌ی یک میلیون و هشت‌صد و هشتاد هزار کیلومتری از مشتری قرار دارد. تقریباً هفت روز زمینی طول می‌کشد تا کالیستو مدار مشتری را کامل کند. کالیستو دارای آثار جزر و مدی کمتر از دیگر قمرهای گالیله است؛ زیرا در آن سوی کمربند تشعشعات اصلی مشتری قرار دارد. کالیستو دارای قفل جزر و مدی نسبت به مشتری است و همیشه یک طرف آن به سمت مشتری قرار دارد.

کالیستو با قطر ۴۸۰۰ کیلومتر تقریباً هم‌اندازه با سیاره‌ی عطارد است. این قمر پس از گانیمد و تایتان (قمر زحل)، سومین قمر بزرگ منظومه‌ی شمسی است. ماه پس از آیو در رتبه‌ی پنجم قرار می‌گیرد. دمای سطح کالیستو به منفی ۱۳۹٫۲ درجه‌ی سانتی‌گراد می‌رسد. فضاپیمای گالیله در سال ۱۹۹۶، اطلاعات دقیقی درباره‌ی کالیستو ارسال کرد. در این مأموریت بخش زیادی از سطح قمر نقشه‌برداری شد، جو نازک کربن دی‌اکسیدی آن و شواهدی از اقیانوس زیرزمینی کشف شد. براساس بررسی تصاویر به‌دست‌آمده از تلسکوپ فضایی هابل در سال ۲۰۱۸، اثر کالیستو بر انفجارهای شفقی جو مشتری آشکار شد. مشتری خود دارای شفق‌ است؛ اما برخی از پدیده‌های شفق مشتری از تعامل با چهار قمر بزرگ آن سرچشمه می‌گیرند.

مأموریت‌های آینده از جمله JUICE که به بررسی قمرهای یخی مشتری اختصاص دارد، حقایق بیشتری درباره‌ی کالیستو و احتمال وجود حیات در آن آشکار خواهند کرد. مقاله‌هایی هم درباره‌ی مدل‌سازی تعامل میدان مغناطیسی مشتری و کالیستو (این بررسی شواهدی درباره‌ی اقیانوس زیرسطحی کالیستو ارائه می‌کند) و یافتن اکسیژن اتمی در جو این قمر منتشر شده‌اند. مقاله‌های دیگر بر ابعادی مثل آب‌های زیر سطح، تعداد دهانه‌های برخوردی و ویژگی‌های جوی متمرکز شده‌اند.

گانیمد بزرگ‌ترین قمر مشتری و بزرگ‌ترین قمر در کل منظومه‌ی شمسی است. این قمر حتی از عطارد و پلوتو بزرگ‌تر و اندکی کوچک‌تر از مریخ است؛ درنتیجه اگر در مدار خورشید بود، به‌راحتی در رده‌ی سیاره‌ها قرار می‌گرفت. گانیمد احتمالاً دارای اقیانوس آب شور در زیر سطح یخی خود است؛ درنتیجه به یکی از کاندیدهای قوی برای اکتشافات حیات تبدیل می‌شود. گانیمد یکی از اهداف مأموریت JUICE است که در دهه‌ی ۲۰۳۰ پرتاب خواهد شد.

گانیمد مانند کالیستو و آیو با سن ۴٫۵ میلیارد سال، هم‌سن مشتری است. این قمر بیش از یک میلیون و هفتاد هزار کیلومتر با مشتری فاصله دارد و در طی هفت روز مدار این سیاره را کامل می‌کند. شعاع میانگین گانیمد برابر با ۲۶۳۱٫۲ کیلومتر است. گانیمد از عطارد بزرگ‌تر ولی جرم آن نصف جرم عطارد است و درنتیجه چگالی کمی دارد. میانگین دمای روز در سطح گانیمد به منفی ۱۱۳ تا منفی ۱۸۳ درجه‌ی سانتی‌گراد می‌رسد. ستاره‌شناس‌ها با تلسکوپ هابل در سال ۱۹۹۶ به شواهدی از جو رقیق اکسیژنی گانیمد دست یافتند. بااین‌حال این جو برای پشتیبانی از حیاتی که می‌شناسیم بیش از اندازه رقیق است و بعید است موجودات زنده بتوانند روی گانیمد ساکن شوند.

گانیمد تنها قمر دارای مگنتوسفر (مغناطیس‌کره) در کل منظومه‌ی شمسی است. مغناطیس‌کره که معمولاً در سیاره‌هایی مثل مشتری و زمین دیده می‌شود، منطقه‌ای دنباله‌شکل است که ذرات باردار در آن به دام می‌افتند و منحرف می‌شوند. مغناطیس‌کره‌ی گانیمد در مغناطیس‌کره‌ی مشتری تعبیه شده است. گالیله پس از کشف گانیمد نام آن را به ژوپیتر III تغییر داد. با افزایش تعداد اجرام کشف‌شده در اواسط سده‌ی نوزدهم میلادی، نام این قمر براساس اساطیر یونانی به گانیمد تغییر پیدا کرد.

ویژگی‌های گانیمد: گانیمد دارای هسته‌ای آهنی، گوشته‌ای سنگی و پوسته‌ای با ضخامت زیاد است که بیشترین بخش آن را یخ تشکیل می‌دهد. همچنین آثاری از شکل‌گیری سنگی‌ها در سطح گانیمد دیده می‌شود. در فوریه‌ی ۲۰۱۴، ناسا از نقشه‌‌ی دقیق گانیمد در قالب تصاویر و انیمیشن ویدئویی رونمایی کرد که با استفاده از رصدهای فضاپیماهای وویجر ۱ و ۲ ناسا و همچنین فضاپیمای مدارپیمای گالیله ایجاد شد.

سطح گانیمد از دو نوع سطح اصلی تشکیل شده است: تقریباً ۴۰ درصد از سطح گانیمد تاریک با دهانه‌های برخوردی متعدد و ۶۰ درصد آن به رنگ روشن با شیارهایی است که ظاهری خاص به گانیمد می‌بخشند. شیارها بر اثر فعالیت‌های تکتونیکی یا انتشار آب زیر سطح به وجود آمده‌اند.

به باور دانشمندان، گانیمد دارای اقیانوس آب شور زیرزمینی است. دانشمندان در سال ۲۰۱۵ با استفاده از تلسکوپ فضایی هابل به بررسی شفق‌های گانیمد و تغییرات آن‌ها بین میدان‌های مغناطیسی مشتری و گانیمد پرداختند. براساس شواهد این شفق‌ها، احتمالاً گانیمد دارای اقیانوس زیرزمینی آب شور است که حتی از اقیانوس‌های زمین شورتر است.

برخی دانشمندان به احتمال وجود حیات در گانیمد اشاره کرده‌اند. به دلیل ساختار داخلی گانیمد، فشار کف اقیانوس به قدری بالا است که هر آبی که به آن برسد به یخ تبدیل می‌شود. به همین دلیل جریان‌های آب داغ به‌سختی می‌توانند مواد مغذی را به اقیانوس‌ها برسانند.

اروپا کوچک‌ترین قمر گالیله‌ای است. سطح این قمر منجمد و با لایه‌ای از یخ پوشیده شده؛ اما به عقیده‌ی دانشمندان، اقیانوسی زیر این سطح یخی وجود دارد. سطح یخی، اروپا را به یکی از بازتابی‌ترین قمرهای منظومه‌ی شمسی تبدیل کرده است.

پژوهشگرها با استفاده از تلسکوپ فضایی هابل، علائمی از آب‌فشان‌ها از منطقه‌ی قطب جنوب اروپا در سال ۲۰۱۲ شناسایی کردند. تیم پژوهشی دیگری پس از تلاش‌های متعدد، آب‌فشان‌ها را در سال ۲۰۱۴ و ۲۰۱۶ مشاهده کردند. قمر اروپا هم‌زمان با سیاره‌ی میزبان خود، مشتری، در حدود ۴.۵ میلیارد سال پیش شکل گرفت. به‌طور میانگین فاصله‌ی اروپا از مشتری برابر با ۶۷۰ هزار و ۹۰۰ کیلومتر است. سه روز و نیم زمینی طول می‌کشد تا اروپا مدار مشتری را کامل کند. اروپا دارای قفل جزر و مدی نسبت به مشتری است؛ بنابراین همیشه یک طرف آن به سمت مشتری قرار دارد.

اروپا با قطر ۳۱۰۰ کیلومتری از ماه کوچک‌تر و از پلوتو بزرگ‌تر است. دمای سطح اروپا در استوا هرگز بالاتر از منفی ۱۶۰ درجه‌ی سانتی‌گراد و در قطب‌های این قمر بالاتر از منفی ۲۲۰ درجه‌ی سانتی‌گراد نمی‌رود. گالیله قمر اروپا را در ۸ ژانویه‌ی ۱۶۱۰ کشف کرد. البته آن را یک روز قبل در ۷ ژانویه رصد کرده بود؛ اما نتوانست این قمر را از آیو تشخیص بدهد. در اساطیر یونان اروپا توسط زئوس (همتای ژوپیتر، خدای رومی) دزدیده می‌شود و به شکل گاوی سفید درمی‌آید تا اروپا را اغوا کند. او گاو را با گل‌هایی می‌آراید و آن را به سمت شهر کرت روانه می‌کند. زئوس در کرت به شکل عادی خود برمی‌گردد و اروپا را اغوا می‌کند. اروپا ملکه‌ی کرت بود و برای زئوس چندین فرزند به دنیا آورد.

یکی از ویژگی‌های برجسته‌ی اروپا قابلیت انعکاس بالا به دلیل وجود پوسته‌ی یخی است. براساس تخمین دانشمندان، قدمت سطح اروپا ۲۰ الی ۱۸۰ میلیون سال می‌رسد. تصاویر و داده‌های فضاپیمای گالیله نشان می‌دهند اروپا دارای ترکیب سنگ سیلیکات، هسته‌ی آهنی و گوشته‌ای سنگی درست مانند زمین است. برخلاف فضای داخلی زمین، فضای سنگی اروپا با لایه‌ای از آب یا یخ احاطه شده است که ضخامت آن به ۸۰ تا ۱۷۰ کیلومتر می‌رسد. براساس نوسان‌های میدان مغناطیسی اروپا، احتمالاً اقیانوسی زیر سطح این قمر قرار دارد که می‌تواند میزبان حیات باشد. احتمال وجود حیات فرازمینی اروپا را به مقصدی جذاب برای کاوش‌های فضایی تبدیل کرده است.

سطح اروپا پر از شکستگی و شکاف است. به عقیده‌ی بسیاری از دانشمندان، این شکاف‌ها نتیجه‌ی نیروهای جزر و مدی اقیانوس زیر سطح اروپا هستند. وقتی اروپا به مشتری نزدیک می‌شود سطح دریای زیر یخ به بالاتر از حد نرمال می‌رسد. در این شرایط جزر و مد پیوسته‌ی دریا باعث ایجاد شکاف‌هایی در سطح این قمر می‌شود. در سال ۲۰۱۴، دانشمندان متوجه شدند که اروپا می‌تواند میزبان صفحات تکتونیکی باشد. در منظومه‌ی شمسی تنها زمین دارای پوسته‌ای متغیر است که برای تکامل حیات روی زمین مفید بوده.

حیات در اروپا: وجود آب زیر پوسته‌ی منجمد، قمر اروپا را به یکی از کاندیداهای احتمالی میزبانی حیات در منظومه‌‌ی شمسی تبدیل کرده است. اعماق یخی این قمر احتمالاً مانند زمین دارای کانال‌هایی به سمت گوشته هستند. این کانال‌ها محیط گرم لازم برای تکامل حیات را فراهم می‌کنند. طبق پژوهشی در سال ۲۰۱۶، اکسیژن اروپا ده برابر هیدروژن آن برآورد شد که از این نظر مشابه زمین است. بدین‌ترتیب اقیانوس زیر سطح اروپا به محیطی بهتر برای حیات تبدیل می‌شود.

اروپا، قمر مشتری

شاید برای بسیاری از افراد این پرسش به وجود آمده باشد که چرا سیاره مشتری مانند زحل حلقه ندارد؟ در واقع مشتری حلقه دارد اما ازآنجاکه حلقه‌های مشتری از سنگ و غبار ساخته شده‌اند و حلقه‌های زحل از سنگ و یخ، بنابراین حلقه‌های مشتری به درخشندگی حلقه‌های زحل ظاهر نمی‌شوند. حلقه‌های مشتری به سه بخش هاله، حلقه‌ی اصلی و حلقه‌ی نازک تقسیم می‌شوند. حلقه‌های مشتری توسط کاوشگر وویجر در ۱۹۸۰ کشف شدند. ترکیب حلقه‌های مشتری با حلقه‌های زحل که از یخ تشکیل شده است متفاوت است. حلقه‌های مشتری بسیار کمرنگ و ظریف هستند.

• بخش هاله: داخلی‌ترین بخش حلقه‌های مشتری که از غبار تشکیل شده است و فضای اطراف سیاره‌ را احاطه کرده است. این بخش درخشان‌ترین و ضخیم‌ترین قسمت حلقه‌های مشتری است.
• بخش حلقه‌ی اصلی: بخش اصلی حلقه، باریک‌ترین قسمت است و از غبار و سنگ‌ریزه تشکیل شده است. قدمت ذرات غبار در این بخش به ۱۰۰۰ سال یا حتی ۱۰۰ سال می‌رسد. این یعنی بر اثر برخورد با سنگ‌های بزرگ‌تر غبار جدید به وجود می‌آید.
• حلقه‌ی نازک بیرونی (Gossamer): گوسامر خارجی‌ترین بخش از حلقه‌های مشتری است. این بخش هم مانند دو بخش قبلی ترکیبی از ذرات غبار است؛ اما واژه‌ی Gossamer به معنی ماده‌ی باریک است که به دلیل ذرات بسیار کوچک غبار برای این بخش مناسب است.

تنها قوی‌ترین تلسکوپ‌ها قادر به رصد حلقه‌های مشتری هستند. قمرهای مشتری عامل شکل‌گیری حلقه‌های این سیاره هستند. داخلی‌ترین قمرها مثل آمالتها، آدراستا و تیبه مورد اصابت شهاب‌سنگ‌های زیادی قرار گرفتند و ذرات غبار و سنگ آن‌ها به مدار مشتری راه یافتند و بدین‌ترتیب حلقه‌های این سیاره شکل گرفتند.

سیاره‌ی مشتری به دلیل داشتن جاذبه و میدان مغناطیسی قوی و همچنین قمرهای عجیبش دارای شگفتی‌های متعددی است. در ادامه به چند نمونه از این شگفتی‌ها اشاره شده است:

تأثیر مشتری بر منظومه‌ی شمسی: مشتری به خاطر جاذبه‌ی شدید و موقعیت داخلی منظومه‌ی شمسی به جاروبرقی منظومه‌ی شمسی هم معروف است. این سیاره بیشترین برخورد با دنباله‌دارها را در میان سیاره‌های منظومه‌ی شمسی تجربه کرده و به این صورت تصور می‌شود به‌عنوان سپری برای سیاره‌های داخلی منظومه‌ی شمسی عمل می‌کند.

اما براساس شبیه‌سازی‌های کامپیوتری اخیر مشتری نقش قابل توجهی در کاهش بمباران سیاره‌های داخلی منظومه‌ی شمسی نداشته است، البته هنوز بحث بر سر این مسئله ادامه دارد. حداقل می‌توان گفت سیاره‌های داخلی را از فاجعه‌ای به نام شومیکر لوی ۹ نجات داده است. دنباله‌دار شومیکر لوی ۹ یکی از مهیج‌ترین پایان‌ها را تجربه کرده است. برخورد شومیکر لوی با مشتری باعث ایجاد جراحت‌هایی روی سطح این سیاره شد که حتی از زمین هم قابل رؤیت هستند. این اولین تصادف دو جرم داخلی منظومه‌ی شمسی است و آثار این دنباله‌دار بر جو مشتری بسیار تماشایی و فراتر از انتظار هستند.

دنباله‌دار شومیکر لوی ۹ در سال ۱۹۹۴ با مشتری برخورد کرد و این برخورد ترس زیادی را در میان افکار عمومی به‌دنبال داشت چراکه اگر دنباله‌دار مشابهی به زمین برخورد می‌کرد حیات روی سیاره‌ی زمین به‌طورکلی نابود می‌شد.

آثار برخورد دنباله‌دار شومیکر لوی ۹ بر مشتری

دو فیلم آرماگدون و برخورد عمیق با الهام از این برخورد و با موضوع اجرام تهدیدکننده‌ی زمین ساخته شدند. کنگره پس از انتشار این فیلم‌ها درخواست جست‌وجوی اجرام نزدیک به زمین را به ناسا مطرح کرد. شومیکری لوی ۹ برای اولین بار در مارس ۱۹۹۳ توسط سه کاشف دنباله‌دار یوجین و کارولین شومیکر و دیوید لوی کشف شد. این گروه قبلاً چند بار با یکدیگر همکاری کرده بودند و دنباله‌دارهای دیگری را کشف کرده بودند. به همین دلیل نام شومیکر لوی ۹ برای این دنباله‌دار انتخاب شد.

این دنباله‌دار ده‌ها سال قبل‌تر هم یعنی در ۱۹۶۶ به دور مشتری می‌چرخید اما در دام جاذبه‌ی قوی این سیاره نیفتاده بود. محاسبات مداری بیشتر نشان دادند که این دنباله‌دار در جولای ۱۹۹۴ با مشتری برخورد کرده است. در آن زمان فضاپیمای گالیله هنوز در مسیر این سیاره بود و نمی‌توانست نمایی نزدیک از این برخورد را ثبت کند.

شفق‌های عجیب: در سال جاری، کاوشگر جونو شفق‌های جدیدی را کشف کرد که روی قطب‌های مشتری نوسان می‌کنند. ابزار طیف‌سنج فرابنفش (UVS) جونو این پدیده‌ی درخشان را ثبت کرد. این شفق‌ها به شکل حلقه‌هایی با سرعت بالایی بین ۳٫۳ و ۷٫۷ کیلومتر بر ثانیه گسترش می‌یابند. به عقیده‌ی دانشمندان این شفق‌ها به دلیل ذرات باردار از لبه‌ی مگنتوسفر عظیم مشتری به وجود آمده‌اند. شفق‌های مشتری هم مانند زمین به ذرات باردار مغناطیس‌کره‌ وابسته‌اند. بااین‌حال مغناطیس‌کره (مگنتوسفر) مشتری ۲۰۰۰ برابر قوی‌تر از مغناطیس‌کره‌ی زمین است.

تصویر تلسکوپ هابل از شفق‌های قطبی مشتری

حقایقی جدید از نقاط داغ مشتری: یک نسل پس از کشف جو داغ و متراکم در مشتری، مأموریت جونو به پاسخ‌های جدیدتری درباره‌ی این نقاط رسید. جونو نقاط داغی را کشف کرد که بسیار عریض‌تر و عمیق‌تر از مدل‌ها و مشاهدات گذشته بودند. این نتایج در ۱۱ دسامبر ۲۰۲۰ در کنفرانس سالانه‌ی اتحادیه‌ی ژئوفیزیک آمریکا اعلام شدند.

کشف آب بیشتر در جو مشتری: براساس داده‌های کاوشگر جونو در سال ۲۰۲۰، تقریباً ۰٫۲۵ درصد از مولکول‌های جو استوای مشتری، مولکول‌های آب هستند. با اینکه این مقدار زیاد به نظر نمی‌رسد براساس محاسبات اجزای آب، هیدروژن و اکسیژن موجود در مشتری سه برابر بیشتر از مولکول‌های آب خورشید هستند. اندازه‌گیری‌های جونو مقدار آب بیشتری را نسبت به مأموریت‌های گذشته کشف کردند. این کشف می‌تواند به دانشمندان در جستجوی منشأ واقعی مشتری کمک کند.

شباهت جو موج‌دار مشتری به ابرهای زمین: مشتری و زمین شاید دو سیاره‌ی کاملاً متفاوت به نظر برسند اما جو این دو سیاره بیشتر از آنچه به نظر می‌رسد به یکدیگر شباهت دارند. کاوشگر جونو در سال ۲۰۱۸ تصاویری از الگوهای موجی در مقیاس کوچک را در جو مشتری به ثبت رساند. این تصاویر که با ابزار JunoCam ثبت شدند، شباهت این شکل‌های ابری به زمین را آشکار می‌کنند. این امواج در جو زمین، امواج مزواسکیل یا مقیاس متوسط نامیده می‌شوند. حالا امواج مشابهی در جو مشتری کشف شدند که رشته‌های موج جوی نامیده می‌شوند.

در این تصویر که از فضاپیمای جونوی ناسا ثبت شده است، شکل ابرهای جو مشتری به طوفانی گردبادی در زمین شباهت دارند

مشتری چهارمین شیء درخشان آسمان شب است (پس از خورشید، ماه و زهره). بسته‌ به موقعیت مشتری نسبت به خورشید و زمین دامنه‌ی دید آن متغیر است. دامنه‌ی میانگین دید این سیاره منفی ۲٫۲۰ و انحراف استاندارد آن ۰٫۳۳ است.

ازآنجاکه مدار مشتری خارج از زمین است، زاویه‌ی فاز این سیاره از زمین هرگز بیشتر از ۱۱٫۵ درجه نمی‌شود. به همین دلیل این سیاره همیشه از تلسکوپ‌های مستقر در زمین به‌صورت پرنور دیده می‌شود. با یک تلسکوپ کوچک حتی می‌توان قمر گالیله و کمربندهای ابری دورتادور جو مشتری را هم رصد کرد.

قدمت رصد مشتری به ستاره‌شناسان بابلی در قرن هفتم یا هشتم پیش از میلاد بازمی‌گردد. ستاره‌شناسان چینی هم مدار مشتری را رصد کردند و براساس تعداد سال‌های تقریبی خود چرخه‌ی ۱۲ شاخه‌ای زمینی آن را ساختند.

در ژانویه‌ی ۱۶۱۰ گالیلئو گالیله با تلسکوپ کوچک خود به بررسی سیاره‌ی مشتری پرداخت. مشاهدات او درک کنونی از کیهان را تغییر داد. گالیله سه ستاره‌ی کوچک را در نزدیکی مشتری مشاهده کرد. بعد از ظهر روز بعد مجدداً توانست ستاره‌ها را مشاهده کند اما این بار در سمت دیگر سیاره قرار گرفته بودند. در طی چند هفته بررسی این ستاره‌ها در اطراف مشتری جابه‌جا می‌شدند. گالیله به خاطر قدردانی از حامی خود کوزمو مدیچی نام ستاره‌های مدیچی را به این اجرام داد اما امروزه با نام قمرهای گالیله شناخته‌شده‌اند.

این مشاهده اولین رصد تلسکوپی قمرهای منظومه‌ی شمسی (غیر از قمر زمین) بود. یک روز بعد از گالیله سیمون مارینوس هم به‌صورت مستقل قمرهای اطراف مشتری را کشف کرد اما نتایج کشفیات خود را تا سال ۱۶۱۴ منتشر نکرد. این کشف نقطه‌ی عطفی در نظریه‌ی خورشید مرکزی کوپرنیک در مورد حرکت سیاره‌ها به شمار می‌رفت. گالیله خاطر حمایت از این نظریه به جرم توهین به مقدسات بازخواست شد.

جووانی کاسینی

در دهه‌ی ۱۶۶۰، جووانی کاسینی از تلسکوپی جدید برای کشف نوارهای رنگارنگ و لکه‌های مشتری استفاده کرد و توانست دوره‌ی چرخش سیاره را تخمین بزند. کاسینی در سال ۱۶۹۰ به تفاوت چرخش جو مشتری با خود سیاره پی برد. احتمالاً لکه‌ی سرخ بزرگ در نیم‌کره‌ی جنوبی مشتری در ۱۶۶۴ توسط روبرت هوک و در ۱۶۶۵ توسط کاسینی رصد شده است البته بر سر این مسئله هنوز بحث و نزاع وجود دارد. ستاره‌شناسی به نام هنریش شواب اولین طرح از جزئیات لکه‌ی سرخ بزرگ را در ۱۸۳۱ منتشر کرد.

جوانی بورلی و کاسینی هر دو جدول‌های دقیقی از حرکات قمری مشتری ساختند و براساس آن به پیش‌بینی حرکات این قمرها می‌پرداختند. در ۱۸۹۲، ای ای برنارد پنجمین قمر مشتری را در رصدخانه‌ی لیک کالیفرنیا کشف کرد. کشف این شیء نسبتاً کوچک باعث شهرت او شد. این قمر آمالتها نام گرفت. این آخرین قمر سیاره‌ای بود که مستقیماً با رصد چشمی کشف شد.

در ۱۹۳۲، روبرت ویلدت نوارهای امونیاک و متان را کشف کرد. سه حلقه‌ی واچرخشی (چرخش باد در مقیاس بزرگ حول یک نقطه‌ی مرکزی با فشار جوی بالا برخلاف عقربه‌های ساعت) به نام حلقه‌های سفید هم در ۱۹۳۸ کشف شدند. در نهایت دو حلقه در ۱۹۹۸ ادغام شدند و سومین حلقه هم معروف به BA در ۲۰۰۰ جذب شد

در ۱۹۵۵، برنارد بورک و کنت فرانکلین براساس سیگنال‌های رادیویی موفق به کشف انفجارهایی با قدرت ۲۲.۲ مگاهرتز شدند دوره‌ی این انفجارها منطبق با چرخش سیاره بود و آن‌ها از این اطلاعات برای تصحیح نسبت چرخش استفاده کردند. انفجارهای رادیویی مشتری دو شکل عمده دارند: انفجارهای طولانی (انفجارهای L) تا چند ثانیه دوام می‌آورند و انفجارهای کوتاه (انفجارهای S) که کمتر از یک‌صدم ثانیه دوام می‌آورند.

تاکنون هشت فضاپیما و کاوشگر به بررسی سیاره‌ی مشتری پرداخته‌اند: پایونیر ۱۰ و ۱۱، وویجر ۱ و ۲، گالیله، کاسینی، یولیسس، نیوهورایزنز و جونو.

پایونیر ۱۰ و ۱۱ اولین فضاپیماهایی بودند که به بررسی مشتری پرداختند. این دو کاوشگر اولین مشاهدات علمی را از سیاره‌ی مشتری و زحل ثبت کردند و راه را برای مأموریت‌های وویجر باز کردند. ابزارهای خارجی این سفینه‌ها به بررسی جو مشتری و زحل، میدان‌های مغناطیسی، قمرها و حلقه‌ها و همین‌طور نواحی گردوغباری و مغناطیسی میان‌سیاره‌ای، بادهای خورشیدی و پرتوهای کیهانی پرداختند. این دو کاوشگر در ادامه‌ی مسیر خود منظومه‌ی شمسی را ترک کردند.

تصویر پایونیر ۱۰ از مشتری

ناسا دو فضاپیمای وویجر را در اواخر تابستان ۱۹۷۷ به مشتری، زحل، اورانوس و نپتون فرستاد. نزدیک‌‌ترین تماس وویجر ۱ با مشتری در ۵ مارس ۱۹۷۹ ثبت شده است. نزدیک‌ترین فاصله‌ی وویجر ۲ با این سیاره هم در ۹ جولای ۱۹۷۹ ثبت شد است.

عکاسی از مشتری در ژانویه‌ی ۱۹۷۹ آغاز شد. وویجر ۱ در اوایل آوریل و پس از ثبت ۱۹٬۰۰۰ تصویر و بسیاری از اندازه‌گیری‌های علمی دیگر مأموریت خود برای مشتری را به پایان رساند. دوره‌ی مأموریت وویجر از اواخر آوریل تا اوایل آگوست بود. این دو فضاپیما بیش از ۳۳٬۰۰۰ تصویر از مشتری و پنج قمر آن ثبت کردند. وویجر ۱ و ۲ اطلاعات زیادی را در مورد قمرها، میدان مغناطیسی و موارد دیگر دراختیار پژوهشگرها قرار داد. بزرگ‌ترین دستاورد این دو فضاپیما کشف آتشفشان‌های فعال در قمر آیو بود.

تصویر وویجر ۱ از مشتری

فضاپیمای گالیله در تاریخ ۱۸ اکتبر ۱۹۸۹ با موشک شاتل فضایی آتلانتیس به فضا پرتاب شد و در تاریخ ۱۹۹۵ به مشتری رسید. این کاوشگر تقریباً هشت سال در مدار مشتری بود و به بررسی قمر‌های آن پرداخت. براساس اطلاعات به‌دست‌آمده از دوربین و ۹ ابزار دیگر این کاوشگر، احتمال وجود اقیانوس‌ در زیر سطح قمر اروپا بررسی شد. براساس کشفیات، آتشفشان‌های قمر آیو فعالیت زیادی دارند. یکی از کشفیات دیگر گالیله، میدان مغناطیسی مجزای گانیمد بود. گالیله حامل یک کاوشگر کوچک بود که به اعماق جو مشتری فرستاده شد و تقریباً یک ساعت بعد به دلیل فشار زیاد از بین رفت.

کاسینی همکاری مشترک ناسا و سازمان فضایی اروپا (ESA) و سازمان فضایی ایتالیا بود و هدف اصلی آن بررسی زحل، سیستم حلقه‌ها و قمرهای این سیاره بود. این کاوشگر در ۳۰ دسامبر ۲۰۰۰ در نزدیک‌ترین فاصله با مشتری قرار گرفت و اندازه‌گیری‌های علمی متعدد را ثبت کرد. کاسینی در طول شش ماه پرواز در اطراف مشتری ۲۶ هزار تصویر از این سیاره، حلقه‌ها و قمر‌های آن ثبت کرد. بزرگ‌ترین دستاورد کاسینی از مشتری، ثبت دقیق‌ترین پرتره‌ی رنگی از این سیاره (تا آن زمان) بود.

از دیگر مشاهدات کاسینی می‌توان به ابر تاریک چرخانی در بخش بالای جو مشتری اشاره کرد که تقریباً هم‌اندازه‌ی لکه‌ی سرخ بزرگ بود و در نزدیکی قطب شمال آن قرار دارد. براساس شواهدی که کاسینی از حلقه‌های مشتری به دست آورد، این حلقه از اجرامی با ساختار نامنظم تشکیل شده است که احتمالاً بر اثر متلاشی شدن سنگ‌ از قمرهای متیس و آدراستا شکل گرفته است.

یولیسس نتیجه‌ی همکاری مشترک ناسا و آژانس فضایی اروپا بود که در اکتبر ۱۹۹۰ پرتاب شد و هدف اصلی آن بررسی منطقه‌ی فضایی بالای قطب‌های خورشید بود. ازآنجاکه اولیس برای قرار گفتن در مدار خورشید به انرژی زیادی نیاز داشت و زمین قادر به فراهم کردن این انرژی نبود، لازم بود این فضاپیما انرژی خود را از سیاره‌ی دیگری تأمین کند. مشتری نزدیک‌ترین سیاره‌ای بود که می‌توانست پیش‌نیازهای این سفر را فراهم کند.

اولیس ۱۶ ماه پس از جدا شدن از زمین به مشتری رسید و در ۸ فوریه‌ی ۱۹۹۲ در نزدیک‌ترین فاصله با این سیاره قرار گرفت. اگرچه هدف ثانویه‌ی اولیس بررسی مشتری بود اما در این سفر کوتاه هم توانست اطلاعات بسیار مفیدی را در مورد میدان مغناطیسی بسیار قوی این سیاره به دست آورد.

نیوهورایزنز یک کاوشگر میان‌سیاره‌ای بود که در آزمایشگاه فیزیکی دانشگاه جان هاپکینز (APL) و مؤسسه‌ی پژوهشی جنوب غربی (SwRI) ساخته شد و در سال ۲۰۰۶ با هدف بررسی پلوتو به فضا پرتاب شد. نیوهورایزنز از جاذبه‌ی مشتری (۳۲۰ برابر جاذبه‌ی زمین) برای قرار گرفتن در مسیر پلوتو استفاده کرد.

نیوهورایزنز از ابزار LORRI برای ثبت تصاویر خود از مشتری در ۴ سپتامبر ۲۰۰۶ از فاصله‌ی ۲۹۱ میلیون کیلومتری این سیاره استفاده کرد. بررسی دقیق‌تر مشتری در ژانویه‌ی ۲۰۰۷ با ثبت تصویر مادون قرمز از قمر کالیستو و چند تصویر سیاه‌وسفید از خود مشتری ادامه یافت.

یکی از اهداف اصلی این کاوشگر بررسی شرایط جوی و تحلیل ساختار ابرهای مشتری بود. این کاوشگر برای اولین بار توانست از فاصله‌ی نزدیک تصاویر لکه‌ی سرخ کوچک مشتری را ثبت کند. همین‌طور موفق به ثبت تصاویر سیستم حلقوی سیاره از زاویه‌های مختلف شد. نیوهورایزنز با حرکت به سمت مگنتوسفر مشتری اطلاعات ارزشمندی را در مورد آن ثبت کرد.

جونو، کاوشگر فضایی ناسا با هدف بررسی سیاره‌ی مشتری در تاریخ ۵ آگوست ۲۰۱۱ به فضا پرتاب شد و در ۵ جولای ۲۰۱۶ وارد مدار مشتری شد تا بررسی‌های علمی دقیق این سیاره را آغاز کند. این فضاپیما تاکنون ۳۲ مرتبه دور مشتری چرخیده است و تقریباً به مدت یک سال در فاصله‌ی ۵۰۰۰ کیلومتری بالای ابرهای مشتری قرار گرفت.

هدف مأموریت جونو اندازه‌گیری ترکیب، میدان جاذبه‌ای، میدان مغناطیسی و مگنتوسفر قطبی این سیاره است. همچنین به‌دنبال سرنخ‌هایی در مورد نحوه‌ی شکل‌گیری سیاره، هسته‌ی سنگی، مقدار آب در اعماق جو، توزیع جرمی و بادهای عمیق آن می‌پردازد که سرعت‌ آن‌ها به ۶۱۰ کیلومتر بر ساعت می‌رسد.

برخلاف دیگر کاوشگرهایی که به سیاره‌های منظومه‌‌ی شمسی فرستاده شدند، جونو با آرایه‌های خورشیدی مشابه ماهواره‌های زمینی تقویت می‌شود درحالی‌که معمولاً از ژنراتورهای ترموالکتریکی ایزوتوپی پرتوافشان برای مأموریت‌های داخل منظومه‌ی شمسی استفاده می‌شود.

بعضی تصاویر ثبت‌شده توسط کاوشگر جونو از سال ۲۰۱۶ تاکنون

در طول مأموریت جونو، ابزارهای مادون قرمز و ماکروویو آن به اندازه‌گیری تشعشعات گرمایی از داخل جو مشتری می‌پردازند. این مشاهدات مکملی برای بررسی‌های قبلی ترکیب این سیاره در مورد فراوانی و توزیع آب و اکسیژن هستند. داده‌ها دیدگاه‌های جدیدی را در مورد منشأ مشتری ارائه می‌دهند.

جونو همچنین یافته‌های بی‌سابقه‌ای را در مورد بادهای جوی مشتری پیدا کرده است. براساس این یافته‌ها بادهای جوی این سیاره بیشتر از فرآیندهای جوی موجود در زمین دوام می‌آورند. اندازه‌گیری‌های جونو از میدان جاذبه‌ای مشتری عدم تقارن شمال و جنوب این سیاره را ثابت می‌کنند که مشابه عدم تقارن مشاهده‌شده در کمربندها و نوارهای این سیاره است. هرچقدر بادها عمیق‌تر می‌شوند جرم آن‌ها هم افزایش پیدا می‌کند.

براساس یکی از یافته‌های دیگر جونو، زیر لایه‌ی آب‌وهوای این سیاره یک بدنه‌ی صلب قرار گرفته است. این نتیجه‌ شگفت‌انگیز است و اندازه‌گیری‌های آینده‌ی جونو به درک این گذار از لایه‌ی هوا به بدنه‌ی صلب کمک می‌کند. قبل از اکتشافات جونو اطلاعاتی در مورد جو نزدیک به قطب‌های مشتری وجود نداشت. براساس اطلاعات به‌دست‌آمده از این کاوشگر قطب‌های مشتری در مقایسه با کمربندهای سفید و نارنجی آشناتر که در عرض‌های جغرافیایی پائین تر سیاره قرار دارند ماهیت خشن‌تری دارند.

قطب شمال این سیاره با گردبادی مرکزی احاطه شده است که خود با هشت گردباد دورقطبی با قطرهای متغیر از ۴۰۰۰ تا ۴۶٬۰۰۰ کیلومتر احاطه شده است. قطب جنوب مشتری هم دارای یک گردباد مرکزی است که با پنج گردباد دیگر با قطرهای متغیر از ۵۶۰۰ تا ۷۰۰۰ کیلومتر احاطه شده است. در حال حاضر فضاپیمای جونو در حال بررسی مشتری از مدار این سیاره است و تصاویری شگفت‌انگیز، داده‌های جوی و دیگر مشاهدات خود درباره‌ی این سیاره را ارسال می‌کند.

این انیمیشن مخاطب را به پروازی شبیه‌سازی‌شده بر فراز ابرها و لکه‌ی سرخ بزرگ مشتری می‌برد

تلسکوپ فضایی جیمز وب که از سال گذشته مشغول به کار است در چند ماه اخیر رصدهای چشمگیری داشته است. یکی از این رصدهای چشمگیر تصاویری دقیق از سیاره‌ی مشتری و شفق‌های قطبی آن است. هر دو تصویر این تلسکوپ ترکیبی هستند یعنی از ترکیب چند تصویر متعدد ساخته شده‌اند که با دوربین نزدیک به فروسرخ تلسکوپ (NIRCam) و با فیلترهای متفاوتی عکس‌برداری شدند.

تصویر ترکیبی مشتری که با دوربین NIRCam ثبت شده است، حلقه‌های این سیاره و دو قمر آن، آمالتیا و آدراستیا را نشان می‌دهد. هاله‌ی آبی اطراف قطب‌های مشتری شفق‌ها هستند.

در تصویر عریض‌تر می‌توانید حلقه‌های باریک مشتری و همچنین دو قمر آن را ببینید. در این تصویر پرجزئیات و دقیق جیمز وب از سیاره مشتری، قمر آلماتیا به شکل نقطه‌ای درخشان در سمت چپ و قمر آدراستیا در لبه‌ی حلقه‌ها بین آمالتیا و مشتری قرار دارد. تصویر دوم از نمای نزدیک سیاره‌ی مشتری به ثبت رسیده است. در این تصویر از سه فیلتر برای ثبت جزئیات جو طوفانی سیاره به‌ویژه شفق‌های قطبی استفاده شده است. شاید به این فکر کنید که چرا رنگ‌های این تصاویر مانند آنچه در تصاویر دیگر مشتری می‌بینیم، نیست. در این تصاویر تلسکوپ جیمز وب، نور را در طیف فروسرخ ثبت کرده است نه طیف نور مرئی؛ بنابراین رنگ‌های دو تصویر مانند رنگ‌های چشم غیرمسلح نیستند. داده‌های فروسرخ روی طیف نور مرئی نگاشته شدند بنابراین این تصاویر از نوع «رنگی کاذب» هستند نه «رنگی واقعی».

تصویر ترکیبی سیاره‌ی مشتری که توسط دوربین NIRCam تلسکوپ فضایی جیمز وب ثبت شده است؛ درخشش نارنجی اطراف قطب‌ها، شفق‌های قطبی هستند.

JUICE (کاوشگر قمرهای یخی مشتری): کاوشگر قمرهای یخی مشتری یا JUICE مأموریت آژانس فضایی اروپا است که به‌عنوان بخشی از برنامه‌ی علمی چشم‌انداز کیهانی (Cosmic Vision) انتخاب شده است. انتظار می‌رود این کاوشگر در سال ۲۰۲۲ پرتاب شد و پس از بازدید‌هایی از بخش داخلی منظومه‌ی شمسی در دهه‌ی ۲۰۳۰ به مشتری برسد. این کاوشگر به بررسی قمرهای یخی گالیله اختصاص دارد: گانیمد، کالیستو و اروپا. هر سه قمر دارای اقیانوس‌های زیرسطحی هستند و همین مسئله پتانسیل آن‌ها را برای کشف حیات افزایش می‌دهد.

اروپا کلیپر: کاوشگر اروپاکلیپر ناسا به بررسی اروپا، قمر یخی مشتری اختصاص دارد و شرایط حیات را زیر پوسته‌ی یخی این قمر بررسی خواهد کرد. این کاوشگر برای مشاهده‌ی دقیق اروپا در مدار مشتری قرار خواهد گرفت. کاوشگر اروپاکلیپر در اوایل دهه‌ی ۲۰۲۰ پرتاب خواهد شد و پس از سفری ۶.۵ ساله به سیاره‌ی مشتری خواهد رسید.

مأموریت‌های چین و روسیه: چین هم اولین کاوشگر خود به مشتری را در سال ۲۰۲۹ پرتاب خواهد کرد. این کاوشگر در سال ۲۰۳۶ به سیاره‌ی مشتری خواهد رسید. همچنین روسیه به‌دنبال ارسال کاوشگری به مشتری است که در سال ۲۰۳۰ پرتاب خواهد شد. این مأمورت ۵۰ ماه طول می‌کشد و در ابتدا به بازدید از ماه و زهره می‌رسد. سپس به بررسی مشتری و قمرهای آن می‌پردازد.