Юпі́тер — п'ята від Сонця та найбільша планета Сонячної системи. Відстань Юпітера від Сонця змінюється в межах від 4,95 до 5,45 а. о. (740—814 млн км), середня відстань становить 5,203 а. о. (778 млн км). Разом із Сатурном Юпітер класифікують як газового гіганта. Орбітальний період планети становить 11,862 років, синодичний — 466,72 діб.

Маса Юпітера більш ніж удвічі перевищує масу усіх планет Сонячної системи разом узятих та в 318 разів більша за масу Землі, але цього недостатньо для перетворення на зорю, подібну Сонцю. В такому випадку його маса мала б бути в 1000 разів більшою, і навіть для перетворення на червоного карлика потрібне збільшення маси щонайменше у 80 разів. Втім, Юпітер, через механізм Кельвіна — Гельмгольца, випромінює теплову енергію, еквівалентну 4·1017 Вт, що приблизно вдвічі перевищує енергію, яку ця планета отримує від Сонця.

Низка атмосферних явищ на Юпітері — як-от шторми, блискавки, полярні сяйва, вихори (циклони й антициклони), мають масштаби, що значно перевершують земні. Примітним утворенням в атмосфері є Велика червона пляма — величезний шторм-антициклон, який існує вже принаймні 350 років і вперше спостерігався у 1831.

Юпітер має 95 відомих супутниківАстрономи відкрили 128 нових супутників. 12.03.2025, 11:43, найбільші з яких — Іо, Європа, Ганімед і Каллісто — було відкрито 1610 року Галілео Галілеєм. Окрім численних супутників, Юпітер має власну систему тонких і тьмяних кілець, які були відкриті лише в 1979 році.

Сама ж планета відома людям з давнини, про що свідчать міфології та релігійні вірування різних культур: месопотамської, вавилонської, грецької та інших. Назва Юпітера походить від імені давньоримського бога неба та грому і царя богів. Сучасні дослідження Юпітера здійснюються за допомогою наземних і орбітальних телескопів, а з 1970-х років до планети було відправлено 8 міжпланетних апаратів НАСА: «Піонери», «Вояджери», «Галілео», «Юнона» та інші.

Дослідження Під час великих протистоянь (одне з яких відбувалося у вересні 2010 року) Юпітер видно неозброєним оком як один із найяскравіших об'єктів нічного неба (після Місяця й Венери). Диск і супутники Юпітера — популярні об'єкти для спостереження астрономів-аматорів, які зробили низку відкриттів (наприклад, комети Шумейкера — Леві, уламки якої зіткнулися з Юпітером 1994 року, чи зникнення Південного екваторіального поясу Юпітера 2010 року).

Інфрачервоний діапазон В інфрачервоній ділянці спектра лежать лінії молекул H2 і He, а також лінії багатьох інших елементів.

Однак молекули водню й гелію не мають дипольного моменту, отже, абсорбційні лінії цих елементів непомітні до того часу, поки поглинання за рахунок ударної йонізації не стане домінувати. Крім того, ці лінії утворюються в найвищих шарах атмосфери і не несуть інформацію про глибші шари. Надійніші дані про кількість гелію й водню на Юпітері отримано зі спускового апарата «Галілео»Hunt, GE The atmospheres of the outer planets  — London, England: University College, 1983..

Що стосується інших елементів, то при їх аналізі й інтерпретації також виникають труднощі. Станом на 2018 рік не можна з повною впевненістю сказати, які процеси відбуваються в атмосфері Юпітера й наскільки сильно вони впливають на його хімічний склад — це має відношення як і до внутрішніх областей планети, так і до зовнішніх шарів. Це створює певні труднощі детальної інтерпретації спектра. Проте вважається, що всі процеси, здатні так чи інакше впливати на велику кількість елементів, є локальними й досить обмеженими, отже, вони не здатні глобально змінити розподіл речовини.

Також Юпітер випромінює (переважно в інфрачервоній ділянці спектра) на 60 % більше енергії, ніж отримує від СонцяElkins-Tanton Linda T. Jupiter and Saturn — New York: Chelsea House, 2006. — ISBN 0-8160-5196-8.. За рахунок процесів, що призводять до вироблення цієї енергії, Юпітер зменшується приблизно на 1 мм на рік. На думку професора університету Каліфорнії у Санта-Крусі П. Боденхеймера (1974), коли планета тільки сформувалася, вона була вдвічі більша і її температура була значно вищою, ніж наявна в даний час.

Гамма-діапазон

Уперше випромінювання зареєстровано в 1979 році космічною обсерваторією імені Ейнштейна. На Землі ділянки полярних сяйв у рентгенівському та ультрафіолетовому діапазоні практично збігаються. Проте на Юпітері ділянка рентгенівських полярних сяйв розташована набагато ближче до полюса, ніж ультрафіолетових. Ранні спостереження виявили пульсацію випромінювання з періодом у 40 хвилин, однак у пізніших спостереженнях ця залежність проявляється набагато гірше.

Очікувалося, що рентгенівський спектр полярних сяйв на Юпітері схожий на рентгенівський спектр комет. Однак, як показали спостереження телескопа «Чандра», спектр складається з емісійних ліній із піками поблизу 650 еВ (кисневі лінії), 653 еВ та 774 еВ (лінії OVIII), а також 561 еВ і 666 еВ (OVII). Існують також лінії випромінювання нижчих енергій у спектральній ділянці від 250 до 350 еВ. Можливо, вони належать сірці або вуглецю.

Гамма-випромінювання, не пов'язане з полярним сяйвом, вперше було виявлено при спостереженнях на ROSAT 1997 року. Спектр схожий зі спектром полярних сяйв, однак у районі 0,7—0,8 кеВ. Особливості спектра добре описуються моделлю корональної плазми з температурою 0,4—0,5 кеВ із сонячною металічністю, з додаванням емісійних ліній Mg10+ та Si12+. Існування останніх, можливо, пов'язано з сонячною активністю в жовтні-листопаді 2003 року.

Радіоспостереження Юпітер — найпотужніше (після Сонця) радіоджерело Сонячної системи в дециметровому — метровому діапазонах довжин хвиль. Радіовипромінювання має спорадичний характер і в максимумі сплеску сягає 106 Янських.

Сплески відбуваються в діапазоні частот від 5 до 43 МГц (найчастіше — поблизу 18 МГц), у середньому їх ширина становить приблизно 1 МГц. Тривалість сплеску невелика: від 0,1—1 с (іноді — до 15 с). Випромінювання дуже поляризоване, особливо по колу, ступінь поляризації сягає 100 %. Спостерігається модуляція випромінювання близьким супутником Юпітера Іо, що обертається всередині магнітосфери: ймовірність сплеску більша, коли Іо перебуває поблизу елонгації щодо Юпітера. Монохроматичний характер випромінювання свідчить про виділену частоту, найімовірніше — гірочастоту. Висока яскравісна температура (іноді сягає 1015 K) потребує залучення ефектів типу мазерів.

Радіовипромінювання Юпітера в міліметровому — короткосантиметровому діапазонах має суто тепловий характер, хоча відповідна температура дещо вища рівноважної, що означає потік тепла з надр. Починаючи з хвиль ~9 см яскравісна температура (Tb) зростає — з'являється нетеплова складова, пов'язана з синхротронним випромінюванням релятивістських частинок із середньою енергією ~ 30 МеВ у магнітному полі Юпітера; на хвилі 70 см Tb сягає значення ~ 5 K. Джерела випромінювання розташовані по обидва боки планети у вигляді двох протяжних лопатей, що вказує на магнітосферне походження випромінювання.

Обчислення гравітаційного потенціалу Зі спостережень руху природних супутників, а також з аналізу траєкторій космічних апаратів можна отримати дані про гравітаційне поле планети. Його характеристики залежать від маси планети, її екваторіального радіуса і моменту інерції. У загальному вигляді гравітаційний потенціал подають у вигляді поліномів Лежандра вищих порядків:

де:  — гравітаційна стала;  — маса планети;  — відстань від планети;  — екваторіальний радіус;  — поліном Лежандра -го порядку;  — коефіцієнт розкладання -го порядку.

Під час прольотів поблизу Юпітера космічних апаратів «Піонер-10», «Піонер-11», «Вояджер-1», «Вояджер-2», «Галілео» і «Кассіні» для обчислення гравітаційного потенціалу використовувалися: вимірювання ефекту Доплера апаратів (для відстеження їх швидкості), зображення, що передається апаратами для визначення їх місця розташування щодо Юпітера і його супутників, радіоінтерферометрія з наддовгими базамиThe Gravity Field of the Jovian System and the Orbits of the Regular Jovian Sate. Для «Вояджера-1» і «Піонера-11» довелося враховувати і гравітаційний вплив Великої червоної плямиGravity field of the Jovian system from Pioneer and Voyager tracking data.

Крім того, при обробці даних доводиться використовувати теорію Ліеске, де рух галілеєвих супутників наближено вважається таким, що відбувається навколо центру Юпітера. Для точних обчислень великою проблемою є також врахування негравітаційного прискорення космічних апаратів, за допомогою яких проводять дослідження.

За характером гравітаційного поля можна робити висновки про внутрішню будову планети.

Історія спостережень

За яскравістю Юпітер є четвертим об'єктом на небі (після Сонця, Місяця та Венери), однак при протистоянні Марс може видаватися яскравішим за Юпітер. Залежно від положення Юпітера по відношенню до Землі, видима зоряна величина може змінюватися від значення яскравості -2,94 в протистоянні до -1,66 під час сполучення з Сонцем. Середня видима зоряна величина становить -2,20 зі стандартним відхиленням в 0,33. Кутовий розмір Юпітера також змінюється від 50,1 до 30,5 кутових секунд. Сприятливі умови для протистояння виникають, коли Юпітер проходить через перигелій своєї орбіти, що наближає його до Землі. Поблизу позиції протистояння Юпітер переходить в ретроградний рух приблизно на 121 день, рухаючись назад під кутом 9,9°, перш ніж повернутися до свого звичайного напряму руху.

Оскільки орбіта Юпітера знаходиться за межами орбіти Землі, фазовий кут Юпітера, при дослідженні з Землі, завжди буде менше 11,5°. Таким чином, Юпітер завжди виглядає майже повністю освітленим, якщо дивитися через земні телескопи. Лише під час місій космічних апаратів до Юпітера було отримано зображення півмісяця планети. Невеликий телескоп зазвичай покаже чотири галілеєві супутники Юпітера та помітні пояси хмар в атмосфері Юпітера. Більший телескоп з апертурою в 10–15 см покаже Велику червону пляму Юпітера, коли вона повернута в напрямку Землі.

Ранні спостереження

Спостереження Юпітера почались щонайменше з вавилонських астрономів 7 або 8 століття до н.е. В Стародавньому Китаї Юпітер називали як «Зоря Суй» (歲星, піньїнь: Suìxīng) і встановили свій цикл з дванадцяти земних гілок, заснований на приблизній кількості земних років, які Юпітер обертається навколо Сонця. В китайській мові все ще використовують цю назву (спрощено 歲), коли йдеться про роки життя. До 4 століття до н. е. ці спостереження перетворилися на китайський зодіак, і кожен рік став асоціюватися із зорею Тай-Суй і богом, що контролює область неба, протилежну до положення Юпітера на нічному небі. Ці вірування збереглися в деяких практиках даосизму і в дванадцяти тваринах східноазійського зодіаку. Китайський історик Сі Цзецзун стверджував, що давньокитайський астроном Ган Де, повідомляв про маленьку зорю «в союзі» з планетою, що може свідчити про спостереження одного з супутників Юпітера неозброєним оком. Якщо це твердження є правдивим, то це передувало б відкриттю Галілея майже на два тисячоліття.

Існує думка, що метод трапецій використовували вавилоняни до 50 року до н. е. для інтегрування швидкості Юпітера вздовж екліптики. У своїй праці «Альмагест», написаній у ІІ столітті, елліністичний астроном Клавдій Птолемей побудував геоцентричну модель, засновану на деферентах та епіциклах, щоб пояснити рух Юпітера відносно Землі, визначивши його орбітальний період навколо Землі як 4332,38 дня, або 11,86 року.

Наземні телескопічні спостереження