Září na obloze jako nejnápadnější těleso po Slunci, Měsíci a Venuši.
Největší a nejhmotnější planeta Sluneční soustavy, typický představitel obřích planet, má plynokapalný charakter a chemické složení podobné Slunci.
Od hvězd se Jupiter liší jen menší hmotností, která nestačila k vytvoření podmínek pro termonukleární reakce, probíhající ve hvězdách. Patří sice k tělesům, vydávajícím do prostoru víc tepelné energie, než sama přijímají (asi 60 %), avšak zdrojem je nejspíše pomalé gravitační smršťování.
Přesto se svými mnoha měsíci podobá jakési „sluneční soustavě v malém“, jak pochopil Galileo Galilei, který v lednu 1610 planetu a její čtyři velké měsíce poprvé pozoroval dalekohledem. Dalšími mezníky ve výzkumu této planety byl objev rádiového záření Jupiteru roku 1955 a zahájení kosmického výzkumu průletem sondy Pioneer 10 (1973). Roku 1995 měřilo přímo v atmosféře planety pouzdro sondy Galileo, která v letech 1995–2003 Jupiter a jeho soustavu systematicky studovala jako jeho umělá družice.
Na vlastní oči
To, co na planetě pozorujeme jako viditelný povrch, jsou horní vrstvy atmosféry. Rychlá rotace (s periodou cca 10 h!) způsobuje vydouvání rovníkových vrstev a vznik výrazné pásové struktury ve směru rovnoběžek s nejvýraznějšími temnými pásy severně a jižně od rovníku a řadou užších pásů oddělených jasnými oblastmi – zónami. Plyn ohřátý vnitřním teplem planety stoupá, adiabaticky se ochlazuje a tvoří se světlá oblačnost z krystalů čpavku vznášejících se v plynném vodíku. Prokázány jsou i malé příměsi metanu, dalších uhlovodíků a stopové množství vody.
Jasné zóny vidíme tedy v oblastech výstupných atmosférických proudů a jde o oblačnost, temné pásy pozorujeme v místech sestupných proudů, kde se oblačnost rozpouští a kde vidíme hlouběji do atmosféry. Nejrychleji rotuje atmosféra v okolí rovníku, pomaleji nitro s magnetickým polem a nejpomaleji atmosféra ve středních šířkách.
Záhadné mizení rudé skvrny
Nejnápadnějším viditelným útvarem je Velká rudá skvrna, zřejmě pozorovaná již v polovině 17. století. Kolem skvrny větší než naše Země proudí oblačnost, část je strhávána dovnitř útvaru, kde krouží až v deseti okruzích v kladném smyslu. Protože útvar leží na jižní polokouli, jde o anticyklonální proudění. Jde o nejchladnější místo na Jupiteru; hustá oblačnost zde účinně zadržuje vyzařování z nitra planety. Záhadné však je, proč se již delší dobu zmenšuje: před sto lety to byl ovál o šířce 15 tisíc km a délce 42 tisíc km; loni byla délka už jen 25 tisíc km, a jestli to tak půjde dál, v polovině 21. století bude skvrna kruhová! Příbuznými, také anticyklonálními útvary, jsou bílé ovály s životností až několika desítek let. Vyskytují se mezi dvěma sousedními rotačními proudy s různými rychlostmi, mezi nimiž se otáčejí. Temné oválné skvrny jsou oblačné deprese v horní vrstvě oblačnosti, kde vidíme hlouběji do atmosféry. Mají nejvyšší teplotu z pozorovaných útvarů, protože zde atmosféra nejméně brání vyzařování z hlubších vrstev atmosféry. Právě do jedné takové oblasti se strefilo pouzdro sondy Galileo v prosinci 1995.
Atmosféra obsahuje kromě vodíku a helia také metan, amoniak a vodní páry. Teplota pod oblaky směrem ke středu roste. Na vrcholcích mraků je -150°, o 60 km hlouběji je přibližně stejná teplota jako na Zemi, ještě níž je teplota na bodu varu vody.
Polární záře nad oceánem kapalného vodíku
Pod atmosférou se nachází rozsáhlý oceán kapalného vodíku. Jeho vnější část je tvořena stlačeným molekulárním vodíkem a heliem a tvoří vlastní povrch planety. Tato vrstva sahá do hloubky přibližně 16 000 km (tj. asi 0,8 poloměru planety od středu), kde při tlaku vyšším než 40 000 MPa a teplotě 13 000 stupňů dochází plynule k přechodu na atomární vodík, který vykazuje kovové vlastnosti. Průběh tlaku i teploty ukazuje, že i tato vrstva je v kapalné fázi. Uprostřed se skrývá pevné jádro o poloměru necelých 10 000 km z kovů a silikátů, jehož hmotnost je asi 10 až 15x větší než hmotnost celé Země. Centrální tlak dosahuje hodnoty 4 milionů MPa a teplota 30 000 stupňů.
Hmotnost molekulární vrstvy a atmosféry je asi 21 %, hmotnost metalického vodíku s heliem asi 74 % a hmotnost jádra 5 % hmotnosti planety.
Konvektivní proudy v elektricky vodivém nitru z metalického vodíku vybuzují kolem Jupiteru silné magnetické pole, zodpovědné mj. i za pozorované polární záře. Magnetosféra je velmi rozsáhlá, osa magnetosféry svírá úhel 9,6° s rotační osou a střed dipólu neleží přesně v geometrickém středu planety. Pole má opačnou polarizaci než zemské (stejně jako magnetosféry všech velkých planet). Vnitřní magnetosféra do vzdálenosti 5 poloměrů Jupitera rotuje spolu s planetou. Směrem ke Slunci se ve vzdálenosti čtyř milionů kilometrů od planety vytváří turbulentní přechodová oblast, zvaná magnetopauza. Jde o rozhraní, kde se vyrovnává tlak magnetického pole s tlakem slunečního větru; na čele směrem ke Slunci je ohraničena rázovou vlnou vzdálenou 5 milionů kilometrů od Jupiteru. Směrem od Slunce se táhne magnetický ohon do vzdálenosti nejméně sto milionů kilometrů a možná až k dráze Saturnu.
S magnetosférou souvisejí polární záře v mohutných aurorálních oválech kolem magnetických pólů ve výškách až 2300 km nad oblačnou vrstvou. Polární záře tisíckrát jasnější než pozemské jsou způsobeny částicemi, vyvrženými z vulkánů měsíce Io. Tento měsíc se pohybuje vnitřní částí magnetosféry a je spojen s Jupiterem plazmovou trubicí. Výkon, který se touto trubicí přenáší, se mění v rozmezí 2 až 100 TW. Skvělé snímky polárních září pořídil Hubbleův kosmický teleskop i sonda Cassini na své cestě k Saturnu.
Kolem planety se v magnetosféře rozkládají radiační pásy. Relativistické elektrony pocházející z Jupitera a zachycené v radiačních pásech magnetickým polem planety se projevují decimetrovou rádiovou emisí.
Zrodí se planeta, nebo hvězda?
Stejně jako výjimečný je dnešní Jupiter, byl zvláštní i jeho vývoj. K jádru, které vzniklo postupným spojováním menších těles (planetesimál) jako u planet zemského typu, byl gravitační silou strháván zbylý plyn z původního protoplanetárního oblaku. Při smršťování zachycené látky vzrostla povrchová teplota na několik tisíc stupňů a zářivý výkon až na tři tisíciny dnešního zářivého výkonu Slunce! Jupiter se pak z poloměru asi milion kilometrů napřed velmi rychle a poté pomaleji smršťoval a současně prudce klesala jeho teplota i zářivý výkon až na dnešní hodnotu. V jeho středu nikdy nenastaly takové poměry, aby tam probíhaly termonukleární reakce jako na Slunci. Při vzniku Jupitera se z gravitačně zachycené látky vytvořil prachoplynný disk, ve kterém vznikly družice – nejspíše pouze čtyři galileovské satelity. Naproti tomu se dnešní menší Jupiterovy satelity byly zachyceny z heliocentrických drah. Poslední „zásilka objevů“ z Havajských ostrovů, která dorazila loni na jaře, obsahovala 30 nových drobných satelitů.
Kromě nejpočetnější rodiny satelitů má Jupiter tři slabé prstence, objevené sondou Voyager 1. Jsou složeny z velmi malých prachových částic.
Charakteristické údaje
Hmotnost 1316 hmotnosti Země
Průměr 142984 km
Hustota 1330 kg/m3
„Povrchová“ teplota -150 °C
Doba otočení kolem osy 9,925 h
Odklon rotační osy od kolmice k dráze 3,12 °
Přitažlivost na povrchu 2,14 Země
Doba oběhu kolem Slunce 11,8565 let
Velká poloosa dráhy 5,023 AU (778 412 000 km)
Excentricita 0,0484
Inklinace 1,3°
Počet měsíců 62
