Jupiteria kutsutaan joskus syystä ”epäonnistuneeksi tähdeksi”. Kaasujättiläinen on aurinkokunnan suurin planeetta ylivoimaisesti, ja se koostuu pääasiassa vedystä ja heliumista – aivan kuten aurinkokin. Huolimatta siitä, että Jupiter on 318 kertaa Maata suurempi, se ei kuitenkaan ole tarpeeksi massiivinen, jotta painovoima voisi käynnistää ydinfuusion, joka olisi nostanut sen tähtiasemaan.
Viidennellä planeetalla Auringosta etäisyydellä on ilmakehä, joka koostuu noin 90-prosenttisesti vedystä ja noin 10-prosenttisesti heliumista, ja siinä on pieniä määriä muita kaasuja. Näihin kuuluu vesihöyryä, metaania, rikkivetyä, neonia, happea, fosfiinia, hiiltä, etaania, rikkiä ja ammoniakkikiteitä planeetan spektrianalyysien mukaan.
Kosmosfääri ei ole yhtenäinen, sillä kaasut ovat kasaantuneet päällekkäin muodostaen useita alaspäin ulottuvia kerroksia, mukaan lukien ylikriittisen vedyn kerros (piste, jossa erillisiä nestemäisiä ja kaasufaaseja ei ole).
Nämä kerrokset eivät välttämättä liity Jupiterin kuuluisiin raitoihin. Ne ovat itse asiassa seurausta planeetan nopean pyörimisen ja eri alueiden dramaattisten lämpötilaerojen yhdistelmästä. Maa pyörii kerran 24 tunnissa, kun taas Jupiter pyörii kerran noin 9,5 tunnissa. Maan pinta päiväntasaajalla pyörii kuitenkin noin 1 000 mailia tunnissa, kun taas Jupiterin päiväntasaajan pilvipeitteet liikkuvat lähes 28 000 mailia tunnissa. Jupiterin päiväntasaaja on myös voimakkaammin lämmitetty kuin navat. Jupiterin raidoista vastaava fysiikka on itse asiassa melko samanlainen kuin se, joka vastaa maapallon pasaatituulista päiväntasaajan läheisyydessä ja suihkuvirtauksista napojen läheisyydessä.
Mutta toisin kuin maapallolla, Jupiterilla ei ole kiinteää pintaa, joten avaruusaluksella Jupiterin ilmakehän halki kulkeva kävijä yksinkertaisesti kyntäisi sen läpi kuin veitsi sumun läpi. Käytännön syistä tutkijat pitävät kuitenkin Jupiterin pintaa geodeettisena linjana, jossa ilmakehän paine on sama kuin maapallon paine merenpinnan tasolla – tässä pisteessä painovoima on 2,5 kertaa voimakkaampi kuin maapallolla.
Tämä hypoteettinen avaruusalus ei kuitenkaan päätyisi vain planeetan toiselle puolelle, jos se jatkaisi huristelua suorassa linjassa – jossain vaiheessa se törmäisi Jupiterin ytimeen, jonka arvioidaan olevan noin 35 000 celsiusasteinen (63 000 Fahrenheit-astetta).
Onko Jupiterilla kiinteä ydin?
Tutkijat eivät vieläkään ole varmoja siitä, miltä tämä ydin näyttää, koska tiheät ja pyörteiset pilvet estävät havaintoja. Mutta on olemassa syitä uskoa, että Jupiterilla on tiheä kivinen keskus, jota ympäröi metallisen vedyn kerros (vedyn vaihe, jossa se käyttäytyy kuin sähköjohdin), jonka päällä on toinen kerros molekulaarista vetyä (tavallista H2:ta, dihydrogeenikaasua).
Kallioisen ytimen olemassaoloa tukevat myös planeettojen muodostumista kuvaavat mallit, jotka osoittavat, että kivinen tai ainakin jäinen ydin olisi ollut välttämätön jossain vaiheessa kaasujättiläisen historiaa.
Vuonna 1997 tehdyn painovoimamittauksia tehneen tutkimuksen mukaan Jupiterin ytimen massa voisi olla 12-45-kertainen Maaplaneetan massaan nähden – se on 4-14 % Jupiterin kokonaismassasta.
Toinen Jupiterin ydintä koskeva koulukunta esittää, että kaasujättiläiseltä puuttuu kivinen ydin. Sen sijaan, kun planeetta muodostui miljardeja vuosia sitten, kaasutasku yksinkertaisesti luhistui itseensä, jolloin syntyi enemmän tai vähemmän puhdas vety-helium-maailma.
Mutta tämä jälkimmäinen hypoteesi on sittemmin kumottu Juno-lennolla. Elokuussa 2011 laukaistu avaruusalus, joka on saanut nimensä roomalaisessa mytologiassa esiintyvän Jupiterin vaimon mukaan, on paljastanut lukuisia salaisuuksia Jupiterista.
Mittaamalla, miten planeetan painovoimakenttä kiihdytti tai hidasti avaruusaluksen nopeutta, tiedemiehet pystyivät päättelemään, miten massa jakaantuu Jupiterin syvyyksissä. Vaikka Jupiterin pyörivien tiheiden pilvien läpi ei voi kurkistaa, tämä nokkela menetelmä vahvisti, että Jupiterilla todellakin on ydin, tutkijat kirjoittavat Nature-lehdessä. Lisäksi analyysi osoitti, että sen sijaan, että ydin olisi kompakti pallo, se muistuttaa pikemminkin sumeaa palloa, joka on levittäytynyt lähes puolelle Jupiterin halkaisijasta.
Tutkijat eivät varsinaisesti tiedä, miksi Jupiterilla on niin epätyypillinen ydin, mutta mikä tahansa selitys sille onkaan, se kertoo siitä, miten planeetta on muodostunut. Yksi mahdollinen selitys on, että varhainen Jupiter sekoittui törmäyksessä toiseen valtavaan protoplanetaariseen kappaleeseen. Toinen selitys olisi se, että Jupiter muutti kiertorataa ja lisäsi lisää planeettoja varhain historiansa aikana.
Tämä oivallus kuitenkin osoitti, että emme vieläkään tiedä paljonkaan jättiläiskaasuplaneetoista. Sen lisäksi, että Juno-missio kumosi Jupiterin ydintä koskevia oletuksia, se osoitti myös, että planeetan pohjois- ja etelänapojen ympärillä riehuvat oudot syklonirykelmät ovat kaoottisempia kuin aiemmin luultiin. Toinen yllätys oli Jupiterin magneettikenttä, joka osoittautui kaksi kertaa vahvemmaksi kuin tutkijat olettivat.
Junon jatkaessa Jupiterin ja sen kuiden tutkimista NASA:n tutkijat toivovat löytävänsä Jupiterista uusia outoja asioita.