نگاه کلی

معمولا مشتری چهارمین شی درخشان آسمان می‌باشد (بعد از خورشید، ماه و ناهید) اگرچه گهگاه بهرام درخشان‌تر به‌نظر می‌آید.

جرم مشتری ??? بار از مجموع جرم سیارات سامانه خورشیدی بیش‌تر است. جرم مشتری ??? بار بیش‌تر از جرم زمین است. قطر آن ?? برابر قطر زمین است. مشتری می‌تواند ???? زمین را درخود جای دهد. میانگین فاصله آن از خورشید در حدود ??? میلیون و ??? هزار کیلومتر می‌باشد یعنی بیشتر از ? برابر فاصله زمین از خورشید. ستاره‌شناسان با تلسکوپ‌های مستقر در زمین و ماهواره‌هائی که در مدار زمین می‌گردند به مطالعه مشتری می‌پردازند. ایالات متحده تا کنون ? فضاپیمای بدون سرنشین را به مشتری فرستاده است. در ژوئیه ????، هنگامی که ?? تکه از دنباله دار شومیکر-لوی ? با اتمسفر مشتری برخورد نمود ستاره‌شناسان شاهد رویدادی بسیار تماشائی بودند. این برخورد باعث انفجارهای مهیبی شد که بعضی از آن‌ها قطری بزرگتر از قطر زمین داشت.

ویژگیهای فیزیکی

مشتری گوی غول پیکری از مخلوط گاز و مایع است و احتمالا مقداری سطح جامد دارد. سطح سیاره از ابرهای ضخیم زرد، قرمز، قهوه‌ای و سفید رنگ پوشیده شده است. مناطق روشن رنگی «ناحیه» و قسمتهای تاریک تر «کمربند» نامیده می‌شوند. کمربندها و ناحیه‌ها به موازات استوای سیاره قرار دارند.

مدارو چرخش

مشتری در یک مدار کمی بیضی شکل به دور خورشید می چرخد.هر دور ?? سال زمینی طول می‌کشد. همچنان که سیاره به دور خورشید می‌گردد، به دور محور فرضی خود نیز می‌گردد. چرخش مشتری به دور خود سریع‌تر از هر سیاره دیگری است. چرخش مشتری به دورخود ? ساعت و ?? دقیقه به طول می انجامد (مقایسه کنید با چرخش ?? ساعته زمین به دور خود.) دانشمندان نمی‌توانند به طور مستقیم سرعت گردش داخلی سیارات گازی شکل را اندازه‌گیری کنند و به طور غیر مستقیم اندازه گیری می‌کنند. ابتدا سرعت متوسط چرخش ابرهای قابل مشاهده را اندازه‌گیری می‌نمایند. مشتری به قدر کافی امواج رادیویی ارسال می‌کند که به وسیله رادیو تلسکوپ‌های زمینی دریافت گردد. در حال حاضر دانشمندان از اندازه امواج برای محاسبه سرعت چرخش مشتری استفاده می نمایند. قدرت امواج تحت تاثیر میدان مغناطیسی سیاره در یک الگوی ? ساعت و ?? دقیقه‌ای که تکرار می‌گردد تغییر می‌کند زیرا سرچشمه میدان مغناطیسی هسته سیاره می‌باشد. این تغییرات نشان دهنده میزان سرعت جرخش داخلی سیاره می‌باشد. جرخش سریع مشتری باعث برآمدگی در استوا و پخی در قطب‌های آن می‌شود. قطر استوا ? درصد بیشتر از قطر قطب‌ها می‌باشد.

جرم و چگالی

مشتری از هر سیاره دیگری در سامانه خورشیدی سنگین‌تر است. جرم آن ??? بار بیش تر از زمین می‌باشد ولی با وجود جرم زیاد، نسبتا دارای چگالی کمی می‌باشد. متوسط چگالی آن ??? گرم در سانتیمترمکعب می‌باشد یعنی اندکی بیشتر از چگالی آب. چگالی مشتری در حدود یک چهارم چگالی زمین می‌باشد زیرا سیاره به صورت عمده از عناصر سبک هیدروژن و هلیوم تشکیل شده است. از سوی دیگر زمین عمدتا از عناصر سنگین آهنی و سنگی تشکیل شده است. عناصر شیمیائی سازنده مشتری بیش تر شبیه خورشید می‌باشد تا زمین. احتمالا مشتری دارای هسته‌ای از عناصر سنگین می‌باشد. هسته احتمالا ترکیبی مشابه هسته زمین اما ?? تا ?? برابر سنگین‌تر می‌باشد.

نیروی جاذبه در سطح سیاره ??? برابر بیش تر از سطح زمین می‌باشد. یعنی شئی که روی زمین ??? کیلو گرم وزن دارد، در روی مشتری وزنی برابر با ??? کیلو خواهد داشت. جو مشتری تشکیل شده است از ?? درصد هیدروژن ?? درصد هلیوم و مقدار ناچیزی متان، آمونیاک، فسفین، آب، استلین، اتان، ژرمانیوم و مونو اکسید کربن. درصد هیدروژن بر پایه تعداد مولکول‌های موجود در جو می‌باشد تا جرم کلی آنها.

این سیاره از لایه‌های رنگی از ابرها در ارتفاعات مختلف تشکیل شده است. مرتفع ترین ابرهای سفید از کریستال‌های منجمد آمونیاک تشکیل شده‌اند. قسمتهای تاریک‌تر و ابرهای کم ارتفاع‌تر در کمربندها واقع شده‌اند. پایین ترین سطحی را که می‌توان مشاهده کرد ابرهای آبی رنگ تشکیل داده‌اند. دانشمندان انتظار کشف ابرهای آب‌دار را در ?? کیلومتری سطح زیرین ابرهای آمونیاکی دارند. هر چند که تاکنون چنین سطحی کشف نشده است.

لکه سرخ بزرگ

بارزترین جلوه سطح مشتری لکه سرخ بزرگ آن می‌باشد که توده گاز چرخانی است که شباهت به گردباد دارد. قطر این لکه سه برابر قطر زمین است. رنگ لکه معمولا از قرمز آجری به قهوه‌ای کمرنگ تغییر می‌کند و گاه این لکه کاملا محو می‌گردد. رنگ آن احتمالا ناشی از مقدار کم فسفر و گوگرد در کریستال‌های آمونیاک می‌باشد. سرعت چرخش لکه در لبه آن در حدود ??? کیلومتر در ساعت است. این لکه در فاصله یکسانی از استوا به آرامی از شرق به غرب حرکت می‌کند. ناحیه‌ها و کمربندها و لکه بزرگ بسیار پایدار و مشابه سیستم چرخش زمین می‌باشد. از زمانی که منجمان در سال ???? از تلسکوپ برای مشاهده استفاده نموده‌اند این خصوصیات تغییرات چندانی نداده‌اند.

دما

دمای هوا در ابرهای بالائی مشتری در حدود ???- درجه سانتی‌گراد می‌باشد. اندازه‌گیری‌ها نشان می‌دهد که دمای مشتری با افزایش عمق در زیر ابرها افزایش می‌یابد. دمای هوا در سطحی که فشار اتمسفر ?? برابر زمین می‌باشد، به ?? درجه سانتی‌گراد می‌رسد. دانشمندان فکر می‌کنند که اگر مشتری دارای گونه‌ای از حیات باشد، حیات در این سطح ساکن خواهد بود، چنین حیاتی در گاز خواهد بود زیرا در این سطح هیچ قسمت جامدی وجود ندارد. دانشمندان تا کنون هیچ مدرکی از حیات برروی مشتری نیافته اند. نزدیک مرکز سیاره دما بسیار بیشتر می‌باشد. دمای هسته در حدود ?? هزار درجه، یعنی داغ‌تر از سطح خورشید می‌باشد. ستاره‌شناسان عقیده دارند که خورشید، سیارات و دیگر اجسام منظومه شمسی از چرخش ابرهائی از گاز و غبار شکل گرفته اند. جاذبه گازی و ذرات غبار آنها را به صورت ابرهای ضخیم گوی مانند از مواد در آورد در حدود ?،? میلیارد سال پیش مواد به هم فشرده شدند تا اجسام متعدد منظومه شمسی به وجود آمدند. فشردگی مواد تولید حرارت نمود. حرارت بسیاری هنگامی که مشتری شکل گرفت تولید شد.

میدان مغناطیسی

مشتری نیز همانند زمین و اکثر سیارات، مانند یک آهنربای بزرگ عمل می‌کند. میدان مغناطیسی مشتری ?? بار قوی‌تر از زمین می‌باشد. بر طبق اندازه‌گیری‌های گرفته شده توسط فضاپیماها، میدان معناطیسی مشتری قوی‌ترین در سامانه خورشیدی می‌باشد (به جز لکه‌های خورشیدی و ناحیه‌های کوچکی از سطح خورشید). دانشمندان به طور کامل از چگونگی تولید میدان مغناطیسی آگاه نیستند هر چند که احتمال می‌دهند که حرکت هیدروژن فلزی داخل هسته سیاره تولید میدان می نماید. میدان مغناطیسی مشتری بسیار قوی تر از میدان مغناطیسی زمین می‌باشد زیرا مشتری بسیار بزرگ تر و با سرعت بیشتری به دور خود می‌گردد. میدان مغناطیسی مشتری الکترون‌ها و پروتون‌ها و دیگر ذرات دارای بار الکتریکی را در کمربند رادیواکتیو که در اطراف سیاره قراردارد به دام می اندازد. این ذرات بسیار قدرتمند می‌باشند به طوری که می‌توانند به ابزارهای فضاپیماهایی که نزدیک سیاره شده اند آسیب برساند. در داخل ناحیه‌ای از فضا که مگنتوسفر نامیده می‌شود میدان مغناطیسی مشتری همانند یک زره عمل می‌کند. این زره سیاره را از بادهای خورشیدی و ذرات پر انرژی متوالی که از خورشید می‌آیند محافظت می نماید. اغلب این ذرات الکترونها و پروتونهائی هستند که با سرعت ??? کیلومتر در ثانیه حرکت می‌کنند. میدان، ذرات الکتریکی باردار شده را در کمربند رادیواکتیو به دام می اندازد مرکز تله مگنتوسفر نزدیک قطبهای میدان مغناطیسی می‌باشد. در آن قسمت از سیاره که از خورشید دور می‌باشد مگنتوسفر به صورت دنباله‌ای عظیم در فضا کشیده می‌شود که دنباله مگنتو نامیده می‌شود. طول این دنباله ??? میلیون کیلومتر می‌باشد. امواج رادیویی که از مشتری به رادیو تلسکوپهای زمینی می‌رسند دو نوع می‌باشند فورانهای انرژی و تششعات پی در پی. فورانهای قوی هنگامی رخ می‌دهند که آیو، نزدیک ترین قمر مشتری و چهارمین آنها از میان مرکز مغناطیسی سیاره عبور می نماید تششعات پی در پی از سطح مشتری و همجنین ذرات پر انرژی کمربند رادیواکتیو مشتری می‌آیند.

قمرها

مشتری حداقل دارای ?? ماه است که ?? ماه آن قطری بیش از ?? کیلومتر دارند. چهار ماه از بزرگترین قمرهای مشتری به ترتیب فاصله از این سیاره عبارتند از: آیو، اروپا، گانیمد و کالیستو. این چهار ماهک را قمرهای گالیله‌ای می‌نامند زیرا ستاره‌شناس ایتالیایی گالیله آنها را در سال ???? به وسیله اولین تلسکوپ کشف کرد. آیو دارای آتشفشانهای فعال بسیاری می‌باشد. هر فوران گازی آن دارای گوگرد می‌باشد. رنگ زرد نارنجی سطح آیو احتمالا از مقدار بسیار زیاد گوگرد جامد که در سطح سیاره انباشته شده می‌باشد. اروپا کوچکترین ماه گالیله‌ای می‌باشد با قطری برابر با ? هزار و ??? کیلومتر. اروپا دارای سطحی از یخ صاف و ترک خورده می‌باشد.

بزرگترین ماه گالیله‌ای گانیمد با قطری برابر با ???? کیلومتر است. گانیمد بزرگتر از سیاره عطارد می‌باشد. کالیستو با قطری برابر با ???? کیلومتر اندکی کوچکتر از تیر می‌باشد. به نظر می‌آید کالیستو و گانیمند از یخ و اندکی مواد سنگی ساخته شده باشند. هر دوماهک دارای دهانه‌های بسیاری می‌باشند. بقیه ماهکهای مشتری بسیار کوجکتر از ماهکهای گالیله‌ای هستند. امالیتا و هیمالایا دو ماهک بزرگ بعدی می‌باشند. امالیتا به شکل سیب زمینی می‌باشد با قطری برابر با ??? کیلومتر. قطر هیمالیا برابر با ??? کیلومتر می‌باشد. بیشتر ماههای باقیمانده مشتری با تلسکوپ‌های بزرگ زمینی کشف شده‌اند. دانشمندان متیس و اداریستا را در سال ???? با مطالعه عکسهائی که فضاپیمای ویجر گرفته بود کشف کردند.

حلقه‌ها

مشتری دارای سه حلقه باریک در اطراف استوای خود می‌باشد. این حلقه‌ها بسیار کم‌نورتر از حلقه‌های کیوان می‌باشند. به نظر می‌آید حلقه‌های مشتری عمدتا از ذرات ریز غبار ساخته شده باشند. حلقه اصلی درحدود ?? کیلومتر ضخامت و بیش‌تر از ???? کیلومتر عرض دارد. مدار امالیتا درون حلقه قرار می‌گیرد.

دانشمندان دانشگاه مریلند و مؤسسه? ماکس‌ـ‌پلانک، راز دیرین علت بی‌هنجاری‌های حلقه‌های نازک مشتری را دریافته‌اند. در تحقیق جدید منتشر شده در نسخه? ?? اردیبهشت مجله? نیچر(Nature)، دانشمندان گسترش اندک بیرونی‌ترین حلقه‌ به خارج از مدار تبه، یکی از اقمار مشتری،‌ را گزارش دادند و دیگر دانشمندان انحراف‌هایی را در مدل پذیرفته شده شکل گیری حلقه‌ها مشاهده کردند؛ بنا بر این مدل، از برهمکنش سایه و نور خورشید بر روی ذرات غبار، حلقه‌ها تشکیل می‌شوند. داگلاس هامیلتون، استاد ستاره‌ شناسی دانشگاه مریلند گفت: "معلوم می‌شود که محدوده? افزایش حلقه? بیرونی و دیگر رفتار‌های عجیب در حلقه‌های مشتری در هاله‌ی ابهامند." "همچنان که حلقه‌ها به دور سیاره می‌چرخند، ذرات غبار داخل حلقه‌ها هنگام گذر از میان سایه‌ی سیاره به طور متناوب شارژ و دشارژ می‌شوند. میدان مغناطیسی قوی سیاره بر این تغییرات منظم بار‌های الکتریکی ذرات غبار اثر می‌گذارد. در نتیجه ذرات کوچک غبار به خارج از مرز بیرونی حلقه? مورد نظر سوق داده می‌شوند و حتی ذرات بسیار کوچک میل مداری یا جهت مداری خود را نسبت به سیاره تغییر می‌دهند." هامیلتون و هارالد کروگر، دستیار نویسنده? آلمانی برای اولین بار اطلاعات برخوردی جدید در مورد اندازه? ذرات غبار و سرعتشان و جهت‌های مداری آن‌ها را که فضاپیمای گالیله در طول سفرش از حلقه‌های مشتری در سال ????-???? دریافت کرده بود، مطالعه کردند. کروگر مجموعه اطلاعات جدید را بررسی کرد و هامیلتون مدل‌های کامپیوتری دقیقی را ایجاد کرد که با غبار و اطلاعات تصویری روی حلقه‌های مشتری هماهنگ بود و خروج از مرکز مشاهده شده را توضیح می‌داد. کروگر گفت: "با مدل خود می‌توانیم تمام ساختارهای ضروری حلقه غباری مشاهده شده را توضیح دهیم." بر طبق نظر هامیلتون، مکانیسم‌های مشخص شده در این مدل، حلقه‌های هر سیاره‌ای در هر منظومه? ستاره‌ای را تحت تاثیر قرار می‌دهد. ولی این اثرات ممکن است بدین گونه که در مشتری است، آشکار نشود. هامیلتون گفت: "ذرات یخی در حلقه‌های معروف زحل خیلی بزرگ‌تر و سنگین‌تر از آن هستند که به طور قابل ملاحظه‌ای با این روند شکل گیرند، به همین دلیل بی‌هنجاری‌های مشابه در آن‌جا مشاهده نمی‌شود." "یافته‌های ما بر طبق اثرات سایه ممکن است جنبه‌هایی از شکل گیری سیاره‌ای را روشن کند. زیرا ذرات غبار باردار باید به صورت توده‌های بزرگ‌تر ترکیب شوند، تا این که در نهایت سیارات و قمر‌ها شکل گیرند." غباری که حلقه‌های کم رنگ مشتری را تشکیل می‌دهد، در زمانی که ذرات باقی مانده در فضا به صورت اقمار داخلی کوچک ‌ـبه ترتیب از نزدیک‌ترین تا دورترین: آدراستیا، متیس، آمالتیا و تبه‌ـ فروپاشی کردند، شکل گرفتند. این غبار به صورت یک حلقه? اصلی، یک هاله? میانی و دو حلقه? کم رنگ‌تر با فاصله? بیشتر مرتب شده است. حلقه‌ها بیشتر در مدارهای این چهار قمر محدود شده‌اند. ولی برجستگی اندک و آشکار گسترش غبار به سوی خارج از مدار تبه تا این زمان دانشمندان را شگفت زده کرده است. دانشمند ایتالیایی گالیله اولین کسی بود که اقمار مشتری را کشف کرد. نخستین بار گالیله چهار تا از بزرگ‌ترین قمرهای سیاره را در سال ??? هجری شمسی مشاهده کرد. در?? آذر ????، فضاپیمای گالیله‌ متعلق به ناسا به مشتری رسید و اولین مدار از ?? مدار دور سیاره را آغاز کرد. در بیشتر از هفت سال، این فضاپیما ????? تصویر از مشتری و اقمار و حلقه‌های آن گرفت. در ?? شهریور ???? فضاپیمای گالیله در یک فرود قابل کنترل قرار داده شد تا ماموریت خود را با سقوط در جو مشتری خاتمه دهد. علاوه بر ابزارهای عکسبرداری، فضاپیما یک آشکارساز غبار بسیار حساس حمل می‌کرد که هزاران برخورد از ذرات غبار مسیرش به سوی حلقه? مشتری در سال ??-???? را ثبت کرد. یکی از کشف‌های جدید فضاپیمای گالیله گسترش تبه بود.

برخورد دنباله دار شومیکر-لوی ?

در مارس ???? سه ستاره‌شناس به نام های یوجین شومیکر، کارولین شومیکر و دیوید اچ لوی یک دنباله‌دار را نزدیک مشتری کشف نمودند. این دنباله‌دار بعدها شومیکر-لوی ? نام گرفت. به علت جاذبه مشتری دنباله‌دار به سوی مشتری کشیده شد. هنگامی که دنباله‌دار کشف شد به ?? تکه شکسته شده بود احتمالا هنگامی که به سیاره نزدیک شده بود در اثر جادبه سیاره متلاشی شده بود محاسبات بر مبنای مکان و سرعت دنباله دار نشان داد که در ژوئیه ???? تکه‌های دنباله‌دار با اتمسفر مشتری برخورد خواهند نمود. دانشمندان امیدوار بودند که اطلاعات زیادی از اثرات برخورد دنباله‌دار و سیاره به دست بیاورد. ستاره‌شناسان تلسکوپهای بزرگ و مهم روی زمین را در تاریخ پیش بینی شده به سوی مشتری نشانه روی کردند. دانشمندان همچنین مشتری را به وسیله تلسکوپ قذرتمند هابل و فضاپیمای گالیله که در راه خود به سوی مشتری بود مشاهده می نمودند. تکه‌ها به پشت مشتری که از زمین و تلسکوپ هابل قابل مشاهده نبود برخورد نمود اما چرخش مشتری باعث می‌شد که بعد از نیم ساعت اثر برخورد قابل مشاهد باشد.دانشمندان حدس می‌زدند که بزرگترین قطعه‌ها قطری برابر با?/-? کیلومتر راداشته باشند.برخورد به طور مستقیم توسط فضا پیمای گالیله که درفاصله ??? ملیون کیلومتری سیاره قرار داشت قابت مشاهده بود اما بدیل ریسک از کار افتادن دستگاههای فضا پیماو از دست دادن هدف اصلی ماموریت داده‌ها ثبت و ارسال نگردید.برخورد باعث انفجارهای عظیمی گردید احتمالا به علت فشار و گرمشدن و پخش شدن اتمسفر گازی سیاره.اگر برخوردی اینچنینی با زمین رخ می‌داددر اثر گرد و غبار ناشی از ان و سرد شدن زمین احتمالا حیات بر روی زمین از بین می‌رفت

ماموریتها به مشتری

تاکنون ایالات متحده شش فضا پیما را به مشتری فرستاده است ?- پایونر?? ?- پایونر-ساترن? ?- ویه جر? ?- ویه جر ? ?- اولیسز ?- گالیله