A Jupitert nem véletlenül nevezik néha “bukott csillagnak”. A gázóriás messze a legnagyobb bolygó a Naprendszerben, és elsősorban hidrogénből és héliumból áll – akárcsak a Nap. De annak ellenére, hogy 318-szor nagyobb, mint a Föld, a Jupiter nem elég masszív ahhoz, hogy a gravitáció beindítsa a magfúziót, ami csillaggá emelte volna.
A Naptól ötödik bolygó légköre körülbelül 90%-ban hidrogénből és 10%-ban héliumból áll, nyomokban más gázokkal. Ezek közé tartozik vízgőz, metán, hidrogén-szulfid, neon, oxigén, foszfin, szén, etán, kén és ammóniakristályok a bolygó színképelemzései szerint.
A légkör nem egyenletes, a gázok egymásra halmozódnak, több, lefelé húzódó réteget alkotva, beleértve egy szuperkritikus hidrogénréteget (az a pont, ahol nem létezik külön folyékony és gázfázis).
Ezek a rétegek nem feltétlenül kapcsolódnak a Jupiter híres csíkjaihoz. Ezek valójában a bolygó gyors forgásának és a különböző régiók drámai hőmérsékletkülönbségének kombinációjából adódnak. A Föld 24 óránként egyszer forog, míg a Jupiter körülbelül 9,5 óránként egyszer. A Föld felszíne azonban az egyenlítőnél körülbelül 1000 mérföld/óra sebességgel forog, míg a Jupiter egyenlítői felhőcsúcsai közel 28 000 mérföld/óra sebességgel mozognak. A Jupiter egyenlítője is intenzívebben melegszik, mint a pólusoknál. A Jupiter csíkjaiért felelős fizika tulajdonképpen nagyon hasonló ahhoz, ami a Földön az egyenlítőhöz közeli passzátszelekért és a pólusok közelében a sugáráramlatokért felelős.
A Földdel ellentétben azonban a Jupiternek nincs szilárd felszíne, így egy űrhajóval a Jupiter légkörén átutazó látogató egyszerűen átszántaná, mint kés a ködöt. Gyakorlati célokra azonban a tudósok a Jupiter felszínének tekintik azt a geodéziai vonalat, ahol a légköri nyomás megegyezik a földivel a tengerszinten – ezen a ponton a gravitáció 2,5-szer erősebb, mint a Földön.
Ez a feltételezett űrhajó azonban nem csak a bolygó túloldalán kötne ki, ha továbbra is egyenes vonalban száguldana át – egy ponton beleütközne a Jupiter magjába, amely a becslések szerint körülbelül 35 000 Celsius-fokos (63 000 Fahrenheit-fok).
A Jupiternek van szilárd magja?
A tudósok még mindig nem tudják biztosan, hogyan néz ki ez a mag, mivel a sűrű és kavargó felhők akadályozzák a megfigyeléseket. De van okunk azt hinni, hogy a Jupiternek van egy sűrű kőzetközpontja, amelyet egy fémes hidrogénréteg (a hidrogén egy olyan fázisa, amelyben úgy viselkedik, mint egy elektromos vezető) vesz körül, a tetején pedig egy másik réteg molekuláris hidrogén (normál H2, dihidrogén gáz) található.
A kőzetmag jelenlétét a bolygóképződés modelljei is alátámasztják, amelyek szerint a gázóriás történetében valamikor szükség lett volna egy kőzetmagra, vagy legalábbis egy jeges magra.
Egy 1997-es tanulmány szerint, amely gravitációs méréseket végzett, a Jupiter magjának tömege a Föld bolygó tömegének 12-45-szöröse lehet – ez a Jupiter teljes tömegének 4-14%-át jelenti.
A Jupiter magjával kapcsolatos másik iskola szerint a gázóriásnak nincs kőzetmagja. Ehelyett, amikor a bolygó évmilliárdokkal ezelőtt kialakult, egy gázzseb egyszerűen magába omlott, és egy többé-kevésbé tiszta hidrogén-hélium világot hozott létre.
De ez utóbbi hipotézist azóta a Juno küldetés megcáfolta. A 2011 augusztusában indított, a római mitológiában a Jupiter feleségéről elnevezett űrszonda számos titkot fedett fel a Jupiterről.
Mérve, hogy a bolygó gravitációs mezeje hogyan gyorsította vagy lassította az űrszonda sebességét, a tudósok következtetni tudtak arra, hogyan oszlik el a tömeg a Jupiter mélyén. Bár a Jupiter kavargó, sűrű felhőzetén nem lehet átnézni, ez az okos módszer megerősítette, hogy a Jupiternek valóban van magja – írták a tudósok a Nature című folyóiratban. Ráadásul az elemzés kimutatta, hogy a mag nem egy tömör gömb, hanem inkább egy homályos gömb, amely a Jupiter átmérőjének közel felén elterül.
A tudósok valójában nem tudják, miért van a Jupiternek ilyen atipikus magja, de bármi is legyen a magyarázat, az sokatmondó a bolygó kialakulásáról. Az egyik lehetséges magyarázat szerint a korai Jupitert egy másik hatalmas protobolygóval való ütközés kavarta fel. Egy másik magyarázat szerint a Jupiter pályát változtatott, és történelme korai szakaszában újabb bolygóelemekkel bővült.
Mindamellett ez a felismerés megmutatta, hogy még mindig nem sokat tudunk az óriás gázbolygókról. Amellett, hogy a Juno küldetés megdöntötte a Jupiter magjával kapcsolatos feltételezéseket, azt is megmutatta, hogy a bolygó északi és déli pólusa körül tomboló ciklonok furcsa halmazai sokkal kaotikusabbak, mint korábban gondolták. Egy másik meglepetés a Jupiter mágneses mezeje volt, amelyről kiderült, hogy kétszer olyan erős, mint azt a tudósok feltételezték.
Amint a Juno folytatja a Jupiter és holdjai felfedezését célzó küldetését, a NASA tudósai remélik, hogy furcsa új dolgokat fedeznek fel a Jupiterről.