Jupiter

Jupiter on Päikesest kauguselt viies planeet ja Päikesesüsteemi kõige suurem planeet. Hiidplaneet Jupiter ületab kõigi teiste planeetide kogumassi umbes kaks ja pool korda. Päikese massist on Jupiteri mass ligikaudu 1000 korda väiksem. Astronoomid teavad Jupiteri juba antiikajast.

Roomlased panid sellele nime oma peajumala Jupiteri järgi planeedi Jupiter suuruse tõttu. Maa pealt vaadatuna võib Jupiteri tähesuurus olla kuni −2,94, mis on piisavalt hele, et jätta varje.

Kuu ja Veenuse järel on Jupiter heleduselt kolmas taevakeha. (Opositsiooni ajal võib Marss paista lühikest aega sama hele kui Jupiter.)

Jupiter koosneb peamiselt heeliumist, mis moodustab Jupiteri massist ühe neljandiku, kõigist molekulidest moodustavad heeliumi molekulid aga vaid kümnendiku. Jupiteril võib olla raskematest elementidest tuum, kuid nagu kõigil hiidplaneetidel, puudub Jupiterilgi tahke pind. Kiire pöörlemise tõttu on Jupiter lapik sferoid. Jupiteri välimine atmosfäär on silmanähtavalt jaotunud vastavalt laiuskraadidele eri kihtideks, mille piirialadel esineb turbulentsi ja torme.

Üks tähelepanuväärseimaid Jupiteri atmosfäärinähtusi on Suur Punane Laik, mis on olnud olemas juba vähemalt 17. sajandist, mil seda vaadeldi esimest korda teleskoobiga. Jupiteri ümbritseb tugev magnetväli ja palja silmaga nähtamatu rõngaste süsteem. Jupiteril on vähemalt 79 kaaslast, sealhulgas neli suurt kaaslast, mille avastas 1610. aastal Galileo Galilei. Neist kõige suurema, Ganymedese läbimõõt on suurem kui Merkuuril. Hinnanguliselt võib Jupiteril 400 meetrist suurema läbimõõduga kaaslasi olla umbes 600.

Jupiteri on mehitamata kosmoseaparaatidega uuritud mitu korda, eelkõige esimeste Pioneeri ja Voyageri möödalendude käigus ja hiljem kosmosesondiga Galileo, mis tiirles ümber Jupiteri kaheksa aastat ja pakkus kõige täpsemat infot nii Jupiteri kui ka selle suuremate kaaslaste kohta. Pärast seda lendas 2007. aasta veebruaris Jupiterist mööda Pluutot uurima suundunud automaatjaam New Horizons, mis kasutas Jupiteri gravitatsiooni, et oma kiirust suurendada. 4. juulil 2016 jõudis Jupiteri orbiidile kosmoseaparaat Juno. Tulevikus võidakse uurida Jupiteri kaaslasel Europal asuvat jääga kaetud vedelat ookeani.

Ehitus 
Jupiter koosneb peamiselt gaasilisest ja vedelast ainest. Jupiter on Päikesesüsteemi kõige suurem hiidplaneet ja seega kõige suurem planeet. Ekvaatoril on Jupiteri läbimõõt 142 984 km. Tiheduselt on Jupiter hiidplaneetidest teisel kohal. Kõigi nelja kiviplaneedi tihedusest on Jupiteri tihedus väiksem.

Koostis 
Jupiteri ülemise atmosfääri mahust moodustavad umbes 88–92% vesiniku- ja 8–12% heeliumimolekulid. Heeliumi aatommass on vesiniku aatommassist neli korda suurem, mistõttu massi poolest moodustab Jupiteri atmosfäärist umbes 75% vesinik ja 24% heelium, ülejäänud 1% koosneb teistest elementidest. Jupiteri tuum sisaldab ka raskemaid elemente, mistõttu massist moodustab 71% vesinik, 24% heelium ja 5% teised elemendid. Jupiteri atmosfäär sisaldab vähesel määral metaani, veeauru, ammoniaaki ja räniühendeid. Kuigi palju leidub ka süsinikku, etaani, vesiniksulfiidi, neooni, hapnikku, fosforit ja väävlit. Atmosfääri välimine kiht sisaldab jäätunud ammoniaagikristalle. Infrapuna- ja ultraviolettspektroskoopia abil on leitud ka väike kogus benseeni ja teisi süsivesinikke

Vesiniku ja heeliumi vahekorra poolest sarnaneb Jupiteri atmosfääri koostis ürgse Päikese udukogu teoreetilise koostisega. Neooni kontsentratsioon on ülemises atmosfääris vaid 20 miljondikosa, mis on umbes kümnendik neooni kontsentratsioonist Päikeses. Raskemate inertsete gaaside kontsentratsioon on Jupiteris 2–3 korda suurem kui Päikeses.

Spektroskoopiliste uuringute põhjal arvatakse, et Saturn ja Jupiter on koostiselt sarnased, kuid teised hiidplaneedid Uraan ja Neptuun sisaldavad suhteliselt rohkem raskemaid elemente. Atmosfääri uurivate sondide puudumise tõttu ei ole raskemate elementide kontsentratsioon Jupiterist kaugemale jäävates planeetides täpselt teada.

Mass ja suurus 

Jupiteri mass on 2,5 korda suurem kui kõigi teiste Päikesesüsteemi planeetide kogumass. See tähendab, et Jupiterist ja Päikesest koosneva süsteemi massikese asub väljaspool Päikest. Jupiteri kõrval on Maa imeväike, kuid märkimisväärselt suurema tihedusega. Jupiteri ruumala on 1321 korda suurem kui Maa ruumala, kuid mass on vaid 318 korda suurem. Jupiteri raadius on umbes kümnendik Päikese raadiusest ja selle mass on umbes 0,001 Päikese massi, seega on Päike ja Jupiter sarnase tihedusega. Jupiteri massi (MJ või MJup)kasutatakse tihti teiste taevakehade, eriti eksoplaneetide ja pruunide kääbuste massi kirjeldamisel. Planeedi HD 209458 b mass on näiteks 0,69 MJ, Kappa Andromedae b aga 12,8 MJ.

Teoreetilised mudelid ennustavad, et kui Jupiteri mass oleks praegusest palju suurem, tõmbuks ta kokku. Massi vähese muutumise korral ei oleks muutus Jupiteri raadiuses aga kuigi suur. Kui Jupiteri mass oleks 1,6 korda suurem, suruks rõhk sisemuses planeedi tuuma nii tugevasti kokku, et planeedi ruumala väheneks, kuigi aine hulk suureneb. Seetõttu arvatakse, et Jupiteri läbimõõt on hetkel nii suur kui sellise koostise ja evolutsiooniga planeedil on võimalik saavutada.

Kuigi Jupiteri mass peaks olema 75 korda suurem, et algaks tuumasüntees ja Jupiterist saaks täht, on kõige väiksema punase kääbuse raadius Jupiteri raadiusest vaid 30 korda suurem. Sellest hoolimata kiirgab Jupiter rohkem soojust kui ta Päikeselt saab. Jupiteri sees toodetud soojus on ligikaudu võrdne Päikeselt saadud soojusega.

Lisasoojust toodab Jupiteri Kelvini-Helmholtzi mehhanism. Jupiter tõmbub iga aastaga kokku umbes 2,5 cm. Kui Jupiter tekkis, oli see palju kuumem ja umbes kaks korda suurema läbimõõduga kui praegu.

Siseehitus 

Arvatakse, et Jupiter koosneb suure tihedusega tuumast, seda ümbritsevast vedelast metallilise vesiniku kihist, kus leidub ka heeliumi, ja peamiselt molekulaarset vesinikku sisaldavast väliskihist. Täpsem siseehitus ei ole veel teada. Arvatakse, et Jupiteri tuum koosneb kivimitest, kuid selle täpne koostis ei ole veel teada. Tuuma olemasolu pakuti välja 1997. aastal gravitatsiooniliste mõõtmiste tulemusena, mis näitasid, et tuuma mass on Maa massist 12–45 korda suurem ja moodustab Jupiteri kogumassist 4–14%. Tuuma olemasolu on oletatud planeedi tekke uurimisel, sest mitmed välja pakutud Jupiteri tekkimise stsenaariumid eeldavad, et massiivne tuum kogus enda ümber paksu vesiniku ja heeliumi kihi. Kui eeldada, et tuum kunagi eksisteeris, siis võis see seguneda vedela vesinikuga ja tuum võib tänaseks kadunud olla, sest gravitatsiooni mõõtmised pole veel piisavalt täpsed, et see versioon välistada.

Kelvini-Helmholtzi mehhanismi tõttu temperatuur tuuma suunas liikudes tõuseb. Jupiteri nn pinnal, kus on rõhk 10 baari, on temperatuur ligikaudu 340 K. Arvatakse, et faasimuutuspiirkonnas, kus molekulaarne vesinik muutub metalliliseks vesinikuks, on temperatuur 10 000 K ja rõhk 200 GPa. Tuuma ja seda ümbritseva kihi piiril on temperatuur hinnanguliselt 36 000 K ja rõhk 3000–4500 GPa.

Atmosfäär 
Päikesesüsteemi planeetidest on Jupiteril kõige paksem atmosfäär, ulatudes kuni 5000 kilomeetrini. Kuna Jupiteril puudub tahke pind, loetakse atmosfääri alguseks tavaliselt punkti, kus atmosfäärirõhk on võrdne 1 MPa ehk kümme korda suurem kui Maa atmosfäärirõhk.

Pilvkate 

Jupiteri katavad alati pilved, mis sisaldavad ammoniaagikristalle ja võimalik, et ka ammooniumvesiniksulfiidi. Pilved asuvad tropopausis ja moodustavad vastavalt laiuskraadidele iseloomulikud vööndid, mis jagunevad heledateks tsoonideks ja tumedateks vöötideks.

Suur Punane Laik ja teised keerised 

Tuntuim Jupiteri nähtus on ekvaatorist 22° lõunas asuv Suur Punane Laik, mis on Maast suurem alaline antitsüklon. Hubble'i kosmoseteleskoobi viimaste vaatlusandmete järgi on Suure Punase Laigu lähedal veel kolm nn punast laiku. Matemaatiliste mudelite järgi on Suur Punane Laik stabiilne ja võib olla Jupiteril püsiv nähtus. Siiski on Suure Punase Laigu suurus vaatluste ajaloo vältel vähenenud. 19. sajandil tehtud vaatlustega määrati selle oletatavaks suuruseks 41 000 km. Voyageride möödalendude ajaks oli selle pikkus 23 300 km ja laius umbes 13 000 km. 1995. aastal Hubble'i kosmoseteleskoobiga tehtud vaatlustel oli Suur Punane Laik vähenenud 20 950 kilomeetrini ja 2009. aasta vaatlustel mõõdeti tormi suuruseks 17 910 km. 2015. aastal oli tormi pikkus 16 500 km ja laius 10 940 km ning see väheneb 930 km aastas. Suur Punane Laik on piisavalt suur, et seda oleks võimalik vaadelda maapealse teleskoobiga, mille ava on vähemalt 12 cm.

Suure Punase Laigu pikem läbimõõt on 24 000 – 40 000 km, lühem 12 000 – 14 000 km. See on piisavalt suur, et sinna mahuks kaks või kolm Maa läbimõõduga planeeti. Suur Punane Laik pöörleb vastupäeva perioodiga ligikaudu kuus päeva. Suur Punane Laik võib ulatuda kuni kaheksa kilomeetrit üle ümbritsevate pilvede.

Turbulentse atmosfääriga hiidplaneetidel on sellised tormid tavapärased. Jupiteril on ka valged ja pruunid ovaalid, mis on väiksemad ilma nimeta tormid. Valged tormid koosnevad ülemises atmosfääris asuvatest suhteliselt jahedatest pilvedest. Pruunid ovaalid on soojemad ja paiknevad nn tavalises pilvekihis. Sellised tormid võivad kesta kõigest paar tundi või lausa mitu sajandit.

Viiteid sellele, et laiku ei ole võimalik seostada sügavamal planeedi pinnal asuva moodustisega, leidus isegi enne, kui Voyager tõestas, et tegu on tormiga. Suur Punane Laik liigub nimelt ülejäänud atmosfääri suhtes vastupidises suunas – mõnikord kiiremini, mõnikord aeglasemalt. Selle aja jooksul, mil inimkond on Suurt Punast Laiku jälginud, on see teinud Jupiterile peale mitu tiiru.

2000. aastal tekkis Jupiteri lõunapoolkeral kolme väikse valge ovaali ühinemise tulemusel Suure Punase Laigu sarnane, kuid sellest väiksem moodustis. Neid ovaale märgati esimest korda 1938. aastal. Uus torm sai nimeks Oval BA. Pärast tekkimist on selle intensiivsus kasvanud ja värvus muutunud valgest punaseks.

Rõngad 
Jupiteril on Maalt nähtamatu rõngaste süsteem, mis koosneb kolmest osast: sisemisest rõngast ehk halost, suhteliselt heledast põhirõngast ja välimisest loor-rõngast. Erinevalt Saturni jäärõngastest koosnevad Jupiteri rõngad ilmselt tolmust.

Põhirõnga moodustavad tõenäoliselt Jupiteri kaaslastest Adrasteast ja Metisest eemaldunud osakesed. Tavajuhul langeksid osakesed tagasi kaaslastele, kuid tugeva gravitatsiooni tõttu tõmmatakse need Jupiteri poole.

Sarnasel moel on Thebe ja Amalthea ilmselt moodustanud loor-rõnga.

Magnetosfäär 

Jupiteri magnetväli on Maa magnetväljast 14 korda tugevam; ekvaatoril on selle tugevus 4,2 G ja poolustel 10–14 G (1,0–1,4 mT), mis teeb sellest kõige tugevama magnetvälja terves Päikesesüsteemis (kui mitte arvestada päikeseplekke). Arvatakse, et magnetvälja tekitab pöörisvool vedela metallilise vesiniktuuma sees. Jupiteri kaaslase Io vulkaanid purskavad suures koguses vääveldioksiidi, mis moodustab orbiidil ümber Io gaasist toroidi. Magnetosfääri toimel gaas ioniseerub ning tekivad väävli ja hapniku ioonid. Koos Jupiteri magnetosfäärist pärit vesinikuioonidega moodustavad need Jupiteri ekvatoriaaltasandil plasma-, ning juustukihi.

Jupiteri magnetosfääri ümbritsevad magnetopaus ja nn üleminekuala. Päikesest lähtuvate laetud osakeste kokkupõrgete tulemusena Jupiteri magnetosfääriga paikneb üleminekuala piiril lööklaine, mille kaugus planeedist on 75 Jupiteri raadiust. Päikesetuule mõjul on Jupiteri magnetosfäär pikenenud ja see ulatub peaaegu Saturni orbiidini. Jupiteri neli kõige suuremat kuud tiirlevad orbiidil, mis jääb Jupiteri magnetosfääri piiridesse, ja kuud on seetõttu päikesetuule eest kaitstud.

Orbiit ja pöörlemine 

Jupiter on ainus planeet, mille orbiidi kese Päikese suhtes on planeedist endast väljaspool, ehkki mitte kuigi palju. Jupiter on Päikesest keskmiselt 778 miljoni kilomeetri (5,2 aü) kaugusel ja teeb tiiru ümber Päikese 11,86 aastaga. Jupiteri elliptiline orbiit on Maa suhtes 1,31° kaldu. Kuna Jupiteri orbiidi ekstsentrilisus on 0,048, siis on orbiidi perigee ja apogee vahe 75 miljonit kilomeetrit. Jupiteri telje nurk on ainult 3,13° ja seetõttu pole planeedil võrreldes Maa või Marsiga märkimisväärset aastaaegade vaheldumist.

Jupiter pöörleb kõigist Päikesesüsteemi planeetidest kõige kiiremini, tehes täistiiru ümber oma telje vähem kui kümne tunniga. Kiire pöörlemine tekitab ekvatoriaalse kumeruse, mis on vaadeldav ka amatööride teleskoopidega. Planeet on kujult ellipsoid, mis tähendab, et planeedi diameeter ekvaatoril on suurem kui poolustel. Jupiteri diameeter ekvaatoril on poolustelt mõõdetud diameetrist 9275 km suurem.

Kuna Jupiteri pind pole tahke, on planeedi atmosfääri pöörlemine diferentsiaalne. Jupiteri atmosfääri pöörlemisperiood polaaraladel on viis minutit pikem kui ekvaatoripiirkonnas. Erinevuste tõttu kasutatakse neid kolme süsteemi viiteraamistikuna, eriti atmosfäärinähtuste graafilisel kujutamisel. I süsteem on laiuskraadidel 10° N kuni 10° S ning seal on atmosfääri pöörlemisperiood 9 tundi 50 minutit ja 30 sekundit. II süsteem on kõigil laiuskraadidel, mis jäävad I süsteemist vastavalt väljapoole. II süsteemi atmosfääri pöörlemisperiood on 9 tundi 55 minutit ja 40,6 sekundit. III süsteemi määrasid kindlaks raadioastronoomid ja see vastab planeedi magnetosfääri pöörlemisele, mille periood ongi planeedi ametlik pöörlemine.

Vaatlemine 

Tavaliselt on Jupiter Maalt vaadatuna heleduselt neljas taevakeha Päikese, Kuu ja Veenuse järel, aeg-ajalt paistab aga Marss Jupiterist heledamana. Olenevalt Jupiteri asukohast Maa suhtes võib Jupiteri heledus jääda vahemikku −2,9 (Päikese ja Jupiteri vastasseisu ajal) kuni −1,6 (Päikese ja Jupiteri ühenduse ajal). Jupiteri nurkdiameeter on samuti muutuv, jäädes vahemikku 29,8–50,1 sekundit. Jupiteri vaatamiseks on tingimused kõige sobivamad, kui Jupiter on Maalt vaadates vastasseisus – siis on tema nurkläbimõõt suurim. Kui Jupiter asub samal ajal periheeli lähistel, on planeedi nurkläbimõõt suurim. 2011. aasta märtsis lähenes Jupiter periheelile, mistõttu 2010. aasta septembris olid väga head vaatlustingimused.

Maalt vaadatuna teeb Jupiter taevas ühe täistiiru 398,9 päevaga, mida nimetatakse sünoodiliseks perioodiks. Aeg-ajalt paistab Jupiter aga tähtede suhtes liikuvat vastupidises suunas. Selle põhjuseks on Maa ja Jupiteri tiirlemisperioodide erinevus.

Jupiteri 12-aastane tiirlemisperiood vastab 12 sodiaagimärgile ja võib olla märkide ajalooliseks aluseks. Iga kord, kui Jupiter jõuab Päikesega vastasseisu, on see liikunud umbes 30° ehk ühe märgi võrra ida suunas.

Kuna Jupiteri orbiit jääb väljapoole Maa orbiiti, on Jupiteri faasinurk Maalt vaadatuna suurem kui 11,5°. See tähendab, et maapealsest teleskoobist vaadatuna paistab Jupiter peaaegu alati täielikult valgustatuna. Vaated osaliselt valgustatud Jupiterist saadi alles kosmosemissioonidel. Väikese teleskoobiga saab tavaliselt näha Jupiteri nelja suurimat ehk Galilei kuud ja pilvevööndeid. Paarikümnesentimeetrise avaga teleskoobiga saab näha ka Suurt Punast Laiku.

Uurimine

Teleskoobieelne aeg 
Jupiteri vaatlesid juba babüloonia astronoomid 7.–8. sajandil eKr. Hiina astronoomiaajaloolane Xi Zezong väitis, et hiina astronoom Gan De avastas 362 eKr palja silmaga Ganymedese, ühe Jupiteri kaaslastest. See tähendaks, et Gan De tegi oma avastuse kaks tuhat aastat enne Galileid. Vanakreeka astronoom Klaudios Ptolemaios koostas 2. sajandil oma teoses "Almagest" geotsentrilise maailmasüsteemi mudeli, millega seletas Jupiteri liikumist Maa suhtes, kusjuures Jupiter tegi Maa ümber tiiru 4332,38 ööpäeva ehk 11,86 aastaga. India matemaatik ja astronoom Aryabhata kasutas samuti geotsentrilist mudelit, mille abil hindas Jupiteri tiirlemisperioodi pikkuseks 4332,2722 ööpäeva ehk 11,86 aastat.

Uurimine maapealsete teleskoopidega 

1610. aastal avastas Galileo Galilei teleskoobi abil Jupiteri neli suurimat kaaslast (Io, Europa, Ganymedese ja Kallisto), mida tuntakse nüüd Galilei kuudena. Galilei oli ka esimene, kes avastas, et taevakehad ei tiirle ümber Maa. See oli tugev pooltväide Mikołaj Koperniku heliotsentrilisele maailmasüsteemile. Avaliku toetuse tõttu Koperniku teooriale mõisteti Galilei 1633. aastal süüdi ketserluses.
1660. aastatel kasutas Giovanni Domenico Cassini uut tüüpi teleskoopi, millega avastas Jupiteri värvilised laigud ja vööndid ning leidis, et Jupiter on poolustel lapik. Cassinil õnnestus määrata kindlaks ka Jupiteri pöörlemisperiood. 1690. aastal märkas Cassini, et Jupiteri eri osad liiguvad eri kiirusega.

On võimalik, et Suurt Punast Laiku vaatlesid juba 1664. aastal Robert Hooke ja 1665. aastal Cassini, kuid see on vaieldav. Esimese joonise Suurest Punasest Laigust tegi 1831. aastal Samuel Heinrich Schwabe.
Aastatel 1665–1708 ei olnud Suur Punane Laik mitmel korral vaadeldav, kuid 1878. aastal muutus vägagi silmatorkavaks. 1883. aastal ja 20. sajandi alguses märgati taas selle tuhmumist.

Nii Giovanni Alfonso Borelli kui ka Cassini märkisid Jupiteri kaaslaste liikumised täpselt üles, mistõttu oli võimalik ennustada, millal kaaslased Jupiteri eest või tagant mööduvad. 1670-ndateks märgati, et kui Jupiter on Päikesest teisel pool kui Maa, toimub Jupiteri kaaslaste möödumine oodatust 17 minutit hiljem. Ole Rømer järeldas sellest, et mis tahes nähtuse toimumist ei ole võimalik vaadelda toimumisega samal ajal (Cassini oli selle eelnevalt välistanud). Rømer kasutas möödumisaegade erinevust, et määrata kindlaks valguse kiirus.

1892. aastal märkas Edward Emerson Barnard Californias Licki observatooriumis Jupiteri viiendat kaaslast. Suhteliselt väikese taevakeha avastamine tegi ta kiiresti kuulsaks. Kaaslasele anti hiljem nimi Amalthea. Amalthea on planeedi viimane kaaslane, mis avastati visuaalse vaatluse teel. Enne kosmosesondi Voyager 1 möödalendu 1979. aastal avastati veel kaheksa Jupiteri kaaslast.

1932. aastal määras Rupert Wildt Jupiteri spektris ammoniaagi ja metaani neeldumisjooned.

1938. aastal märgati kolme pikaajalist antitsüklonit, mida hakati kutsuma valgeteks ovaalideks. Need jäid mitmeks aastakümneks eraldi nähtusteks, mis küll aeg-ajalt lähenesid üksteisele, kuid ei ühinenud. 1998. aastal ühinesid lõpuks kaks ovaali ja haarasid endasse kolmanda, mistõttu moodustus nähtus nimega Oval BA.

Uurimine raadioteleskoopidega 

1955. aastal märkasid Bernard Burke ja Kenneth Franklin, et Jupiterist lähtuvad 22,2 MHz sagedusega raadiolainete pursked. Pursete periood ühtis Jupiteri pöörlemisega ja saadud andmete abil sai täpsustada Jupiteri pöörlemiskiirust. Jupiterist lähtuvad raadiolained võivad kesta mitu sekundit (L-pursked) või paar sajandiksekundit (S-pursked).
Teadlased on avastanud, et Jupiterist lähtub kolme tüüpi raadiolaineid:
 mitmekümnemeetrise lainepikkusega lained, mida mõjutab Io ja Jupiteri vastasmõju. Lained muutuvad olenevalt Jupiteri pöörlemisest.
 vähem kui meetrise lainepikkusega lained, mida esimestena märkasid Frank Drake ja Hein Hvatum aastal 1959. Need lähtuvad Jupiteri ekvaatori ümber asuvast toroidist. Signaali põhjustavad Jupiteri magnetväljas kiirendatud elektronid;
 soojuskiirgus, mis tuleneb Jupiteri atmosfääri soojusest.

Uurimine kosmoseaparaatidega 

1973. aastast saadik on mitu kosmoseaparaati Jupiterist mööda lennanud ja võimaldanud Jupiteri vaadelda. Pioneeri programmi missioonide käigus saadi esimesed lähivaated Jupiteri atmosfäärist ja mitmest kaaslasest. Lisaks avastati, et planeedi läheduses on kiirgusväljad palju tugevamad kui varem arvatud. Kosmoseaparaatide trajektoore kasutati Jupiteri süsteemi taevakehade massi täpsustamiseks. Ka sai missioonide tulemusena paremini mõõta Jupiteri läbimõõtu ja polaaralade lapikust.

Voyageri programmi missioonid parandasid märkimisväärselt arusaama Galilei kuudest ja nende käigus avastati Jupiteri rõngad. Kinnitust sai ka arvamus, et Suur Punane Laik on antitsüklon. Pioneeri ja Voyageri missioonidel tehtud fotode võrdlemine näitas, et Suure Punase Laigu värvitoon on aja jooksul muutunud oranžist tumepruuniks. Io orbiidil avastati ioniseeritud aatomite toroid ja kaaslase pinnal leiti vulkaane, millest mõni oli purskama hakkamas. Jupiteri tagant möödumise ajal oli kosmoseaparaadilt märgata planeedi ööpoolel välgulööke.

Järgmine Jupiterist mööda lennanud kosmoseaparaat oli Ulysses, mis oli teel polaarorbiidile ümber Päikese. Möödumise ajal uuris sond Jupiteri magnetosfääri. Kuna Ulyssesel puuduvad kaamerad, ei teinud see ühtegi pilti. Kuus aastat hiljem toimus teine möödalend palju kaugemalt.

2000. aastal pildistas Jupiteri Saturni poole liikunud Cassini möödalennu käigus. Missioonil tehtud pildid on kvaliteedilt ühed paremad, mis Jupiterist on kunagi tehtud. 19. detsembril 2000 õnnestus kosmoseaparaadil pildistada Jupiteri kaaslast Himaliat, kuid pildi lahutusvõime oli liiga väike, et kaaslase pinnavorme näha.

Pluuto poole teel olnud planeetidevaheline automaatjaam New Horizons lendas Jupiterist mööda 2007. aastal, kõige lähemale sattus see 28. veebruaril. Kosmoseaparaadi kaamerad mõõtsid Io vulkaanidest tuleneva plasma hulka, uurisid üksikasjalikult Galilei kuid ja vaatlesid kaugemal asuvaid kaaslasi Himaliat ja Elarat. Jupiteri süsteemi vaatlused algasid 4. septembril 2006.

Galileo missioon 

Esimene Jupiteri ümber tiirelnud kosmoseaparaat oli Galileo, mis jõudis Jupiteri orbiidile 7. detsembril 1995. Galileo tiirles Jupiteri ümber 7 aastat, lendas mööda kõikidest Galilei kuudest ja Amaltheast ning nägi komeedi Shoemaker-Levy 9 kokkupõrget Jupiteriga 1994. aasta juulis. Galileo kogus küll Jupiteri süsteemi kohta suure hulga andmeid, kuid kosmoseaparaadi peamise sideantenni rikke tõttu ei õnnestunud missiooni kõiki eesmärke täita.

340-kilogrammine titaanist Galileo sond eemaldus kosmoseaparaadi küljest 1995. aasta juulis ja sisenes Jupiteri atmosfääri 7. detsembril. Sond langes langevarju abil 150 km läbi atmosfääri kiirusel 2575 km/h ja kogus andmeid 57,6 minuti jooksul, enne kui see suure rõhu (23 korda suurem kui Maa atmosfääri rõhk normaaltingimustel) tõttu kokku suruti. Pärast seda see ilmselt sulas ja võib-olla ka aurustus. Sama saatus sai osaks ka Galileo kosmoseaparaadile, mis juhiti 21. septembril 2003 kiirusel 50 km/s Jupiteri, et vältida kosmoseaparaadi võimalikku kokkupõrget Europaga ja selle saastamist.

Missiooni käigus kogutud andmetest ilmnes, et Jupiteri atmosfäär koosneb 90% ulatuses vesinikust. Enne sondi ja Galileo aurustumist mõõdetud temperatuur ületas 300 °C ja tuulekiirus 644 km/h.

Juno 

Järgmine kosmoseaparaat, mis Jupiteri orbiidile jäi, oli Juno, mis saabus Jupiteri orbiidile juulis 2016. NASA plaanide kohaselt teeb Juno Jupiteri ümber 37 tiiru ja juhitakse seejärel Jupiteri atmosfääri, et kaitsta Europat. Juno tiirleb ümber Jupiteri polaarorbiidil orbitaalperioodiga 53,5 päeva, läheneb praegusel orbiidil kuni 4200 km kaugusele planeedist ja kaugeneb seejärel 8,1 miljoni kilomeetri kaugusele. Juno missioon peaks lõppema 2019. aastal.

Tulevased missioonid 

Järgmine kavandatud Jupiteri süsteemi missioon on Euroopa Kosmoseagentuuri (ESA) kosmoseaparaadi Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE) missioon. Algne startiaeg kavandati aastasse 2022, kuid hiljem lükati see 2023. aasta aprilli ja tehiskaaslane peaks jõudma Jupiteri juurde 2031. aastal.

Tühistatud missioonid 
Jupiteri jäiste kaaslaste Europa, Ganymedese ja Callisto täpsema uurimise vastu on palju huvi tuntud, kuna nende pinna all võivad olla vedela vee ookeanid. Arengut on pidurdanud rahapuudus. 2005. aastal tühistati NASA Jupiter Icy Moons Orbiter (JIMO) missioon. Selle järel esitasid NASA ja ESA ettepaneku ühismissiooniks EJSM/Laplace, mille esialgne kava nägi ette, et aastal 2020 lennutatakse kosmosesse NASA juhitud Jupiter Europa Orbiter ja ESA juhitud Jupiter Ganymede Orbiter. 2011. aasta aprillis lõpetas ESA aga koostöö NASA-ga viimase rahaprobleemide ja nende mõju tõttu missiooni ajakavale.

Kaaslased 

Jupiteril oli 2018. aasta seisuga teada 79 looduslikku kaaslast. Neist 51 läbimõõt on väiksem kui 10 km ja need avastati alles pärast 1975. aastat. Nelja kõige suuremat kuud, mis on selge ilmaga Maalt binokliga nähtavad, tuntakse Galilei kuudena. Nendeks on Io, Europa, Ganymedes ja Kallisto.

Galilei kuud 

Io, Europa ja Ganymedese orbiidid moodustavad mustri, mida kutsutakse Laplace'i resonantsiks. Iga nelja tiiru kohta, mis Io teeb ümber Jupiteri, teeb Europa täpselt kaks ja Ganymedes ühe tiiru. Resonantsi mõju muudab kaaslaste orbiite ellipsikujulisemaks, kuna iga kaaslast tõmbab selle naaber samas kohas. Jupiteri loodejõud aga hoiavad kaaslaste orbiite ringikujulistena.

Io, Europa ja Ganymedese ekstsentriliste orbiitide tõttu venivad kaaslased Jupiterile lähemale liikudes välja ja Jupiterist eemale liikudes võtavad taas endise kuju. Hõõrdumise toimel kaaslaste sisemus soojeneb. Nähtus on kõige tugevam Iol, mis asub Jupiterile kõige lähemal.

Kaaslaste rühmitamine 

Enne Voyageri missioonide avastusi jagati Jupiteri kaaslased orbiitide sarnasuse järgi nelja rühma, mis kõik sisaldasid nelja kaaslast. Arvukate välimiste kaaslaste avastamine on aga pilti muutnud. Tänapäeval arvatakse, et on kuus pearühma, millest mõned eristuvad teistest paremini.

Kuju poolest jagatakse kaaslased korrapärase ja ebakorrapärase kujuga kaaslasteks. Korrapärase kujuga kaaslased on peaaegu ringikujulise orbiidiga sisemised planeedid, mis arvatavasti moodustusid koos Jupiteriga. Ebakorrapärase kujuga kaaslased on loperguse või ellipsikujulise orbiidiga väikesed kaaslased, mis on arvatavasti kinnipüütud asteroidid või nende tükid. Samasse rühma kuuluvad ebakorrapärase kujuga kaaslaste orbiidid on sarnased ja kaaslastel võib seetõttu olla sarnane päritolu, näiteks võivad nad olla suurema kaaslase või kinnipüütud keha tükid.

Jupiter ja Päikesesüsteem 
Päikesesüsteemi arengule on Päikese gravitatsiooni kõrval avaldunud suurt mõju ka Jupiteri gravitatsioon. Enamik Päikesesüsteemi planeetide orbiite asub Jupiteri orbiidi tasandile lähemal kui Päikese ekvaatori tasandile (ainuke planeet, mis asub Päikesele lähemal, on Merkuur). Jupiter on asteroidide vöös asuvate Kirkwoodi aukude ja võimalik, et ka hilise ägeda meteoriidipommituse peamine põhjustaja.

Jupiteri gravitatsioonivälja mõju all on peale planeedi kaaslaste arvukalt asteroide, mis on paigutunud kahte rühma Jupiteri-Päikese süsteemi Lagrange'i punktides Jupiteri ees ja taga. Jupiterist eespool asuvaid asteroide nimetatakse troojalasteks, tagapool olevaid kreeklasteks. Esimese Jupiteri asteroidi troojalase 588 Achilles avastas 1906. aastal Max Wolf, praeguseks on neid avastatud juba üle kahe tuhande. Kõige suurem neist on 624 Hektor.

Suurem osa perioodilisi komeete kuuluvad Jupiteri perekonda (see tähendab, et komeedi orbiidi pikem pooltelg on lühem kui Jupiteri orbiidi pikem pooltelg). Arvatakse, et Jupiteri perekonna komeedid moodustuvad Neptuuni orbiidi taga Kuiperi vöös. Kui komeet satub Jupiteri lähedale, muutub komeedi periood lühemaks ning orbiit Päikese ja Jupiteri gravitatsiooni tõttu ringikujulisemaks.

Viited 

Päikesesüsteemi planeedid