Jupiter () er den femte planeten fra solen og den største planeten i solsystemet. Planetens masse er én promille av solens, men to og en halv gang massen til alle andre planeter i solsystemet til sammen. Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun er gasskjemper, og omtales også som de ytre planetene i solsystemet.
Planeten var i oldtiden forbundet med mytologi og religiøse oppfatninger i en rekke kulturer. Romerne oppkalte planeten etter den romerske guden Jupiter. Med en tilsynelatende størrelsesklasse på –2,94, er planeten i gjennomsnitt det tredje mest lyssterke objektet på nattehimmelen etter månen og Venus. Mars utligner såvidt Jupiters lysstyrke ved enkelte punkt i banen.
Jupiter består hovedsakelig av hydrogen. Helium utgjør en fjerdedel av massen – den har også en diffus kjerne av tyngre grunnstoffer. Den raske rotasjonen gir Jupiter form som en flattrykt sfæroide, med en liten bul rundt ekvator. Den ytre atmosfæren er segregert i flere striper på forskjellige høyder, som fører til turbulens og stormer langs de vekselvirkende grensene. Et fremtredende resultat er den store røde flekken, en gigantstorm som i alle fall har eksistert siden juli 1665, da den ble sett gjennom et teleskop.
Rundt planeten ligger et svakt planetarisk ringsystem og en kraftig magnetosfære. kortperiodiske kometer tilhører Jupiterfamilien; gjennom nærkontakt med Jupiters bane blir deres baner perturbert til mindre perioder. 15 765 asteroider (Jupitertrojanere) i Jupiters bane blir delt inn i greske og trojanske «leirer» til minne om Iliaden.
Av 97 måner, ble de fire store galileiske måner oppdaget av Galileo Galilei i 1610. Den største månen Ganymedes er større enn planeten Merkur. Den nest største månen Callisto er bare litt mindre enn Merkur. Den svovelfargede månen Io har vulkanske formasjoner. Den isdekkede månen Europa har en tynn atmosfære (hovedsakelig oksygen).
Det jovianske systemet har blitt utforsket av romsondene Pioneer 10 og Pioneer 11, Voyager 1 og Voyager 2, Ulysses, Cassini, New Horizons og Galileos banesonde. Sonden Juno ankom Jupiter den 5. juli 2016, og gikk i polarbane for å studere magnetfeltet. Den påviste en diffus kjerne og utforsket hvor mye vann det er i atmosfæren. Den 3. juni 2026 innledet sonden sitt 84. omløp rundt planeten. Sonden vil være aktiv frem til juni 2028.
Sonden Jupiter Icy Moon Explorer ble skutt opp 14. april 2023 og vil være fremme i juli 2031. Den skal primært utforske månene Ganymedes og Callisto. Sonden Europa Clipper ble skutt opp 14. oktober 2024, og vil være fremme 11. april 2030. Sonden skal studere Europa gjennom en serie forbiflyvninger i bane rundt Jupiter. På Europa skal den utforske mulige islagte flytende hav.
Struktur Jupiter består hovedsakelig av gass og flytende materie. Den er den største av fire gasskjemper så vel som den største planeten i solsystemet med en diameter på km ved ekvator. Den gjennomsnittlige tettheten på 1,326 g/cm³ (tilsvarende invertsukker) er den nest høyeste blant gasskjempene, men lavere enn noen av de fire terrestriske planetene.
Øvre atmosfære Jupiters øvre atmosfære er sammensatt av ca. 88–92 % hydrogen og 8–12 % helium med prosentvolum eller fraksjoner av gassmolekyler. Siden et heliumatom har ca. fire ganger så høy masse som et hydrogenatom, endres sammensetningen når den beskrives som en andel av masse bestående av ulike atomer. Således er atmosfæren ca. 75 % hydrogen og 24 % helium, og den gjenværende prosenten av massen består av andre grunnstoffer. Det indre inneholder mer kompakte materialer slik at fordelingen etter masse er omtrent 71 % hydrogen, 24 % helium og 5 % andre grunnstoffer. Atmosfæren inneholder spormengder av metan, vanndamp, ammoniakk og silikonbaserte forbindelser. Der er også spor av karbon, etan, hydrogensulfid, neon, oksygen, fosfin og svovel. Det ytterste laget inneholder krystaller av frossen ammoniakk, og gjennom infrarød og ultrafiolette målinger har spormengder av benzen og andre hydrokarboner også blitt oppdaget.
Proporsjonene av hydrogen og helium ligger svært nær den teoretiske sammensetningen av den opprinnelige soltåken. Andelen neon i den øvre atmosfæren er bare 20 ppm, eller ca. én tiendedel av mengden i solen. Heliumet er utarmet til ca. 80 % av solens heliumsammensetning. Utarmingen kan skyldes nedbør av disse grunnstoffene inn i planetens indre. Mengden av tyngre, inerte gasser i atmosfæren er to til tre ganger forekomsten på solen.
Spektroskopi antyder at Saturn har tilsvarende sammensetning som Jupiter, mens gasskjempene Uranus og Neptun har mye mindre hydrogen og helium. Uranus og Neptun har også mer oksygen, karbon, nitrogen og svovel. To sonder har gått ned i Jupiters atmosfære; noe tilsvarende har ikke skjedd for planetene utenfor Jupiter. Derfor mangler vi en mengde tall for de tyngre grunnstoffene i disse planetene. Disse planetene er kjent som iskjemper, fordi majoriteten av volatile komponenter er i fast form.
Masse
thumb|Tilnærmet størrelsesammenligning mellom jorden og Jupiter, inkludert den store røde flekken. Jupiters masse er to og en halv ganger massen til alle de andre planetene i solsystemet til sammen. Dens barysenter på Solen ligger over Solens overflate 1 068 solradier fra solens sentrum. Diameteren er elleve ganger større enn jordens. Volumet tilsvarer om lag jordkloder, men massen er bare 318 ganger større. Radiusen er ca. én tiendedel av solens radius og massen er 0,001 ganger massen til solen. Tettheten til disse to legemene er tilsvarende.
En «jupitermasse» (MJ eller MJup) brukes som enhet til å beskrive massen til andre legemer, spesielt eksoplaneter og brune dverger. Eksempelvis har eksoplaneten HD 209458 b en masse på 0,69 MJ, COROT-7b har en masse på 0,015 MJ, mens Kappa Andromedae b har en masse på 12.8 MJ.
Modeller indikerer at dersom Jupiter hadde 40% mer masse, ville det indre i planeten bli komprimert så mye at planeten ville krympe. For mindre endringer i massen vil ikke endringene i radiusen være merkbar. For endringer over 500 M⊕ (1,6 MJ) vil det indre komprimeres såpass mye av den økende gravitasjonskraften at planetens volum vil synke til tross for økt materie. Det antas at Jupiter har en så stor diameter som en planet av denne sammensetningen og med samme utviklingshistorie kan oppnå. Prosessen med ytterligere krymping med økende masse ville fortsette inntil betydelig stjernetenning var nådd i brune dverger med høye masser på rundt 50 MJ.
Selv om Jupiter ville trenge om lag 75 ganger mer masse for å fusjonere hydrogen og bli en stjerne, har de minste røde dvergene bare ca. 30 % større radius enn Jupiter. Jupiter utstråler mer varme enn den mottar fra solen; mengden av varme som produseres inne i planeten, tilsvarer den totale solstrålingen den mottar. Varmeutstrålingen genereres av Kelvin-Helmholtz-mekanismen gjennom adiabatisk konsentrasjon, slik at planeten krymper med om lag 1 mm hvert år. Da Jupiter ble dannet, var den mye varmere og hadde omtrent det dobbelte av sin nåværende diameter.B
Indre struktur right|thumb|Jupiters indre, med en steinete planetkjerne og et dypt lag med metallisk hydrogen (mantelen) over. Det grønne området ytterst er atmosfæren. Forut for 2017, foreslo astrofysikere to scenarioer for dannelsen av Jupiter. I det første scenarioet ble planeten dannet gjennom akkresjon som et fast legeme.
I dette scenarioet beskrives en kompakt kjerne med en blanding av grunnstoffer, og en omliggende mantel bestående av flytende metallisk hydrogen og noe helium. Mantelen strekker seg til 78 % av planetens radius. Deretter følger et ytre lag overveiende av molekylært hydrogen. Kjernen ble omtalt som steinete, men detaljene var ukjente. Ukjente var også egenskapene til materialene ved disse temperaturene og trykket i disse dybdene.
Romsonden Galileo utførte i 1997 gravitasjonelle målinger som antydet en kjerne med en masse fra 12 til 45 ganger jordens masse, eller grovt 3–15 % av Jupiters totale masse. Målingene var ikke et bevis, grunnet feilmarginer i rotasjonskoeffisienten J6, radius til ekvator og temperaturen ved 1 bars trykk.
Det var forventet at romsonden Juno, som ankom 5. juli 2016, ville redusere usikkerheten rundt disse parametrene.
Bildet ble komplisert av et annet scenario, hvor planeten ble dannet direkte fra en gassaktig protosolar tåke. I denne modellen mangler planeten fullstendig kjerne. Den består i stedet av en tykkere og tykkere veske (hovedsakelig molekylært og metallisk hydrogen) hele veien til sentrum.
Data fra romsonden Juno tydet på at Jupiter har en diffus kjerne (en blanding av stein og flytende metallisk hydrogen). Denne diffuse kjernen blander seg med mantelen.
Blandingsprosessen kan ha oppstått under planetens dannelse, gjennom akkresjon av faste stoffer og gasser fra den omgivende stjernetåke. Alternativt ble den forårsaket av en kollisjon med en planet på omkring 10 jordmasser. Dette kan ha funnet sted noen få millioner år etter Jupiters dannelse, og forstyrret en opprinnelig solid Jupiterkjerne.
Kjernen opptar mellom 30 og 50% av planetens radius, og inneholder tunge elementer som har en kombinert masse på 7–25 ganger jordens.
Dagens modeller antyder en diffus kjerne som var tilstrekkelig massiv til å samle hoveddelen av hydrogen og helium fra en protosolar tåke. Kjernen kan ha krympet, etter hvert som den ble smeltet av konveksjonsstrømmer av varmt, flytende metallisk hydrogen, som fraktet dens innhold til høyere nivåer i planetens indre. Tett metallisk hydrogen omgir kjernen, og strekker seg utover til om lag 78 % av planetens radius. Regndråper av helium og neon faller nedover gjennom dette laget og utarmer forekomsten av disse grunnstoffene i den øvre atmosfæren.
Over laget med metallisk hydrogen ligger en transparent innvendig atmosfære av hydrogen. Trykket er over det kritiske punkt for hydrogen på 1.3 Pascal, og temperaturen ligger alltid over 33 kelvin, som er den kritiske temperaturen for hydrogen.
I denne tilstanden er det ingen distinkte væske- og gassfaser – hydrogen sies å være i en superkritisk flytende tilstand. Av praktiske grunner omtales likevel hydrogen som «gass» fra den øverste delen av skydekket og nedover til en dybde på om lag km, og som «væske» i de dypere lagene. Det er ingen klar fysisk grense – gass blir smidig varmere og tettere når den synker nedover. Muligens ligner dette på hav av flytende hydrogen og andre superkritiske vesker.
Temperaturen og trykket øker jevnt innover, ettersom varmen bare kan unnslippe ved konveksjon. Ved en overflatedybde hvor det atmosfæriske trykket er 1 bar, er temperaturen omkring 165 K. Ved faseovergangsregionen hvor hydrogen – oppvarmet utover det kritiske punktet – blir metallisk, antas det at temperaturen er mellom 5,000 og 8,400 K og trykket mellom 50 og 400 GPa. Temperaturen i kjernen er anslått til K, og det indre trykket anslås til omtrent GPa.
Atmosfære
thumb|Animasjon av bevegelsene i den øvre atmosfæren på Jupiter. Bildene ble tatt hver 10. time av Voyager 1 fra 6. januar til 3. februar 1979 i avstander fra 58 millioner til 31 millioner km. thumb|Animasjon av bevegelsene til Jupiters motroterende skystriper. I dette bildet er planetens ytre kartlagt i en sylindrisk projeksjon. Animasjoner med større bredde: 720 piksler, 1799 piksler. Jupiter har den største planetære atmosfæren i solsystemet, men planeten har ingen kjent «overflate». Atmosfæren mangler en klar nedre grense og der er gradvise overganger mot det flytende indre av planeten.
Utgangspunktet for atmosfæren er vanligvis satt til punktet hvor det atmosfæriske trykket er 10 bar, eller ti ganger overflatetrykket på jorden. Dette er ca. 90 km under nivået for 1 bar trykk (atmosfæresonden til Galileo sluttet overføringen på en dybde av 22 bar, 132 km under «overflaten» med 1 bar trykk.