کلیات

---

مُشتَری یا هُرمُز (Jupiter) (که به نام‌های بِرجیس،  اورمزد،  زاوش نیز شناخته می‌شود)، بزرگ‌ترین سیاره در منظومهٔ خورشیدی است. این سیارهٔ غول گازی با جرم یک‌هزارم خورشید است، ولی جرمی دو و نیم برابر تمامی دیگر سیاره‌های منظومهٔ خورشیدی دارد و دومین جسم در منظومهٔ خورشیدی بر پایهٔ جرم و حجم است. از نظر دوری از خورشید، مشتری پنجمین سیاره پس از عطارد،  زهره،  زمین و مریخ است.


نگاه کلی

---

در یک نگاه کوتاه، مشتری چهارمین جسم درخشان در آسمان پس از خورشید،  ماه و زهره است. اگرچه گهگاه مریخ (بهرام) درخشان‌تر به‌نظر می‌آید. به کمک دوربین دوچشمی برخی از قمر‌های مشتری نیز قابل دیدن می‌باشند.
جرم مشتری ۲٫۵ بار از مجموع جرم دیگر سیاره‌های منظومهٔ خورشیدی بیشتر است. جرم مشتری ۳۱۸ بار بیشتر از جرم زمین است. قطر آن ۱۱ برابر قطر زمین است. مشتری می‌تواند ۱٬۳۰۰ زمین را در خود جای دهد. میانگین دوری آن از خورشید در حدود ۷۷۸ میلیون و ۵۰۰ هزار کیلومتر است یعنی بیشتر از ۵ برابر دوری زمین از خورشید. ستاره‌شناسان با تلسکوپ‌های برپاشده در زمین و ماهواره‌هایی که در مدار زمین می‌گردند به بررسی مشتری می‌پردازند.  ایالات متحده تا کنون ۶ فضاپیمای بدون سرنشین را به مشتری فرستاده‌است.

در ژوئیهٔ ۱۹۹۴، هنگامی که ۲۱ تکه از دنباله‌دار شومیکر-لوی ۹ با هواکرهٔ مشتری برخورد کرد، ستاره‌شناسان شاهد رویدادی بسیار تماشایی بودند. این برخورد برانگیزاننده انفجار‌های سهمناکی شد که پاره‌ای از آن‌ها قطری بزرگ‌تر از قطر زمین داشتند.

---

جرم مشتری به تنهایی ۲٫۵ برابر جرم تمام سیاره‌های دیگر در منظومه شمسی است. نسبت جرم این سیاره به اندازه‌ای است که مرکز سنگینی سراسری آن با خورشید بالاتر از سطح خورشید، در ۱٫۰۶۸ برابر شعاع خورشید (فاصله از مرکز خورشید) قرار می‌گیرد. حجم مشتری ۱۳۲۱ برابر حجم زمین و جرم آن تنها ۳۱۸٫۵ برابر زمین است. این نسبت، زمین را به‌طور قابل توجهی متراکم‌تر از مشتری نشان می‌دهد. شعاع مشتری حدود یک دهم شعاع خورشید است و جرم آن ۰٫۰۰۱ برابر جرم خورشید است، بنابراین چگالی این دو با هم مشابه است.

 

---

مشتری (قرمز) یک بار مدار کامل خود بر گرد خورشید (مرکز) را در هر ۱۱٫۸۶ سال زمینی (آبی) می‌پیماید
مشتری در یک مدار کم‌وبیش بیضی شکل به دور خورشید می‌چرخد. هر دور، نزدیک به ۱۲ سال زمینی به درازا می‌کشد. همچنان که سیاره به دور خورشید می‌گردد، به دور محورٍ فرضی خود نیز می‌گردد. چرخش مشتری به دور خود تندتر از هر سیاره دیگری در منظومه شمسی است. تنها ۹ ساعت و ۵۶ دقیقه نیاز است تا مشتری یک بار به دور خود بچرخد.

برای اندازه‌گیری تندی گردش سیاره‌های گازی به دور خود، دانشمندان ناگزیرند از روش‌های غیر مستقیم استفاده کنند. آن‌ها نخست سرعت میانگین چرخش ابر‌های قابل مشاهده را اندازه‌گیری می‌کنند. مشتری به اندازه نیاز امواج رادیویی می‌فرستد که به وسیله رادیو تلسکوپ‌های زمینی دریافت شود. هم‌اکنون دانشمندان از اندازه امواج برای سنجش سرعت چرخش مشتری بهره می‌برند. قدرت امواج، تحت تأثیر میدان مغناطیسی سیاره، در یک الگوی تکراری ۹ ساعت و ۵۶ دقیقه‌ای، تغییر می‌کند؛ زیرا سرچشمه میدان مغناطیسی، هسته سیاره است. این دگرگونی‌ها نشان دهنده سرعت چرخش درونی سیاره‌است. چرخش تند مشتری مایه برآمدگی در بخش استوا و پخی در قطب‌هایش می‌شود. قطر استوایی مشتری ۷ درصد بیشتر از قطر آن در راستای قطب‌هاست.

 

 

---

مشتری از هر سیارهٔ دیگری در منظومهٔ شمسی سنگین‌تر است. جرم آن ۳۱۸ بار بیشتر از زمین است؛ ولی با این جرم زیاد، کم و بیش دارای چگالی کمی است. میانگین چگالی آن ۱٫۳ گرم در سانتی‌متر مکعب است که اندکی از چگالی آب بیشتر است. چگالی مشتری در حدود یک‌چهارم چگالی زمین است. زیرا بیشتر سیاره از عناصر سبک هیدروژن و هلیوم ساخته شده‌است. از سوی دیگر زمین بیشتر از عناصر سنگین آهنی و سنگی ساخته شده‌است. عناصر شیمیایی سازندهٔ مشتری بیشتر از زمین همانند ستاره‌هایی، چون خورشید است. شاید مشتری دارای هسته‌ای از عناصر سنگین باشد. هسته شاید ترکیبی همانند هستهٔ زمین، اما ۲۰ تا ۳۰ برابر سنگین‌تر داشته باشد.

احتمالاً هستهٔ مشتری نه چندان سفت، نسبتاً رقیق و خیلی بزرگ است.

نیروی گرانش در سطح سیاره ۲٫۴ برابر بیشتر از سطح زمین است. یعنی چیزی که روی زمین ۱۰۰ نیوتون وزن دارد، در روی مشتری وزنی برابر با ۲۴۰ نیوتون خواهد داشت.

 

---

بارزترین نمود سطح مشتری لکهٔ سرخ بزرگ آن است که تودهٔ گاز چرخان، همانند گردباد است. در ۳ آوریل ۲۰۱۷ با اندازه‌گیری ۱۶٬۳۵۰ کیلومتر و عرض (۱۰٬۱۶۰ مایل)، لکهٔ سرخ بزرگ قرمز مشتری ۱٫۳ برابر قطر زمین تخمین زده شد.

رنگ لکه بیشتر از سرخ آجری به قهوه‌ای کمرنگ تغییر می‌کند و گاهی این لکه تماماً ناپدید می‌گردد. رنگ آن شاید برآمده از اندازهٔ کم فسفر و گوگرد در کریستال‌های آمونیاک باشد. تندی چرخش لکه در لبهٔ آن در حدود ۳۶۰ کیلومتر در ساعت است. این لکه در فاصلهٔ یکسانی از استوا به آرامی از شرق به غرب حرکت می‌کند. ناحیه‌ها و کمربند‌ها و لکهٔ بزرگ، بسیار پایدار و همانند سیستم چرخش زمین است. از زمانی که رابرت هوک در سال ۱۶۶۴ این لکه را پیدا کرد، این ویژگی‌ها تغییرات چندانی از خود نشان نداده‌اند.

 

---

دمای هوا در ابر‌های بالایی مشتری در حدود ۱۴۵- درجهٔ سلسیوس است. اندازه‌گیری‌ها نشان می‌دهند که دمای مشتری با افزایش ژرفا در زیر ابر‌ها افزایش می‌یابد. دمای هوا در سطحی که فشار اتمسفر ۱۰ برابر زمین است، به ۲۱ درجهٔ سانتی‌گراد می‌رسد.

دانشمندان می‌اندیشند که اگر مشتری دارای گونه‌ای از حیات باشد، حیات در این سطح پا خواهد گرفت. چنین حیاتی در گاز خواهد بود. زیرا در این سطح هیچ بخش جامدی وجود ندارد. دانشمندان تا کنون هیچ گواهی از حیات بر روی مشتری نیافته‌اند. نزدیک مرکز سیاره دما بسیار بیشتر است. دمای هسته در حدود ۲۴ هزار درجه، یعنی داغ‌تر از سطح خورشید است. ستاره‌شناسان بر این باورند که خورشید، سیارات و دیگر جرم‌های منظومهٔ شمسی از چرخش ابر‌هایی از گاز و غبار پا گرفته‌اند. گرانش گازی و ذرات غبار آن‌ها را به صورت ابر‌های ستبر گوی مانند از مواد درآورد در حدود ۴٫۵ میلیارد سال پیش مواد به هم فشرده شدند تا اجسام بسیار منظومهٔ شمسی پدید آمدند. فشردگی مواد ایجاد گرما نمود. گرمای بسیاری هنگامی که مشتری پا گرفت ایجاد شد.

 

---

مشتری نیز همانند زمین و بیشتر سیاره‌ها، دارای میدان مغناطیسی است و مانند یک آهنربای بزرگ عمل می‌کند. در ماه مهٔ ۲۰۱۷ داده‌های بدست آمده از فضاپیمای جونو نشان دادند که قدرت میدان مغناطیسی مشتری، فراتر از برآورد‌های پیشین است. شدت این میدان در نزدیک‌ترین فاصلهٔ جونو از سیاره دو برابر میزانی است که در گذشته تخمین زده می‌شد. این میدان ۱۰ بار قوی‌تر از میدان مغناطیسی زمین است. برابر اندازه‌گیری‌های گرفته شده به دست فضاپیماها، (به جز لکه‌های خورشیدی و ناحیه‌های کوچکی از سطح خورشید) میدان مغناطیسی مشتری قوی‌ترین در منظومهٔ شمسی است.

دانشمندان به‌طور کامل از چگونگی ایجاد میدان مغناطیسی آگاه نیستند، هر چند که گمان می‌برند که حرکت هیدروژن فلزی داخل هستهٔ سیارهٔ ایجاد میدان مغناطیسی می‌کند. میدان مغناطیسی مشتری بسیار نیرومندتر از میدان مغناطیسی زمین است، زیرا مشتری بسیار بزرگ‌تر و با تندی بیشتری به دور خود می‌گردد. میدان مغناطیسی مشتری الکترون‌ها و پروتون‌ها و دیگر ذرات دارای بار الکتریکی را در کمربند پرتوزا که در پیرامون سیاره قرار دارد به دام می‌اندازد. این ذرات بسیار نیرومندتر هستند به گونه‌ای که می‌توانند به ابزار‌های فضاپیما‌هایی که نزدیک سیاره شده‌اند آسیب برساند. در درون ناحیه‌ای از فضا که مغناطیس‌سپهر نامیده می‌شود. میدان مغناطیسی مشتری همانند یک زره کار می‌کند. این زره سیاره را از باد‌های خورشیدی و ذرات پر انرژی پیاپی که از خورشید می‌آیند پاسداری می‌نماید. بیشتر این ذرات الکترون‌ها و پروتون‌هایی هستند که با تندی ۵۰۰ کیلومتر در ثانیه حرکت می‌کنند. میدان، ذرات الکتریکی باردار شده را در کمربند پرتوزا به دام می‌اندازد. مرکز تله مغناطیس‌سپهر نزدیک قطب‌های میدان مغناطیسی است. در آن بخش از سیاره که از خورشید دور است مغناطیس‌سپهر به صورت دنباله‌ای سترگ در فضا کشیده می‌شود که دنباله مگنتو نامیده می‌شود. درازای این دنباله ۷۰۰ میلیون کیلومتر است. امواج رادیویی که از مشتری به رادیو تلسکوپ‌های زمینی می‌رسند نشان‌دهندهٔ دو نوع فوران‌های انرژی و تابش‌های پی‌درپی هستند. فوران‌های نیرومند هنگامی رخ می‌دهند که آیو، نزدیک‌ترین ماه مشتری و چهارمین آن‌ها از میان مرکز مغناطیسی سیاره گذر می‌کند. تابش‌های پی در پی از سطح مشتری و هم‌چنین ذرات پر انرژی کمربند پرتوزای مشتری می‌آیند.

---

مشتری، گوی غول‌پیکری آمیخته از گاز و مایع است و گمان می‌رود مقداری سطح جامد هم داشته باشد. بین ۸۸ تا ۹۲ درصد این غول سیاره از عنصر هیدروژن و ۸ تا ۱۲ درصد آن از هلیوم تشکیل شده‌است. قطر مشتری در ناحیهٔ استوا ۱۴۲٬۹۸۴ کیلومتر است و بر اساس نظریه‌های ارائه شده این بالاترین طول قطری است که یک سیارهٔ گازی می‌تواند داشته باشد. از این پس، ورود جرم بیشتر این غول سیاره را کوچک‌تر، و فشرده‌تر می‌کند. بنابر اصل ناپایداری کلوین–هلمهولتز هم‌اکنون سالانه حدود ۲ سانتی‌متر از قطر مشتری کاسته می‌شود.

سطح سیاره از ابر‌های ستبر زرد، قرمز، قهوه‌ای و سفید رنگ پوشیده شده‌است. بخش‌های روشن‌تر «ناحیه» و بخش‌های تاریک‌تر «کمربند» نامیده می‌شوند. کمربند‌ها و ناحیه‌ها به موازات استوای سیاره قرار دارند. مشتری همچنین گرانش بسیار نیرومندی دارد. در سطح سیاره نسبت جرمی هیدروژن و هلیم نزدیک به ۷۱ و ۲۴ درصد و ۵ درصد دیگر مواد است.

در ماه مهٔ ۲۰۱۷ دانشمندان مسئول مأموریت فضاپیمای جونو در سازمان ملی هوانوردی و فضایی آمریکا (ناسا) اعلام کردند که توفند‌های بزرگی را در قطب‌های مشتری مشاهده کرده‌اند. این توفند‌ها مانند توفند‌های استوایی بوده و هر کدام با اندازه‌ای نزدیک به زمین، همگی همزمان در کنار هم دیده می‌شوند. این موضوع باعث به چالش کشیده شدن همهٔ فرضیه‌های مورد علاقهٔ سیاره‌شناسان در مورد چگونگی کارکرد مشتری می‌شود.

هیچ‌یک از فضاپیما‌های پیشین اعزامی به مشتری هرگز از بالا یا پایین به آن نگاه نکرده بودند.

شکل این توفان‌ها متفاوت از چیزی است که در قطب‌های کیوان دیده می‌شوند. همچنین معلوم نیست که قدمت این توفان‌ها چقدر است و اینکه آیا این توفان‌ها زودتر از توفان‌های موجود در عرض‌های جغرافیایی پایین‌تر مشتری ناپدید می‌شوند؟

اتمسفر مشتری از ۸۶ درصد هیدروژن ۱۴ درصد هلیوم و مقدار ناچیزی متان،  آمونیاک،  فسفین،  آب،  استلین،  اتان،  ژرمانیم و کربن مونوکسید ساخته شده‌است. درصد هیدروژن، بر پایهٔ شمار مولکول‌های موجود در اتمسفر آن است تا جرم کلی آن‌ها.

این سیاره از لایه‌های رنگی از ابر‌ها در ارتفاعات مختلف ساخته شده‌است. مرتفع‌ترین ابر‌های سفید از بلور‌های منجمد آمونیاک و متان ساخته شده‌اند. بخش‌های تاریک‌تر و ابر‌های کم‌بلندا در کمربند‌ها جای گرفته‌اند. پایین‌ترین سطحی را که می‌توان دید از ابر‌های آبی رنگ ساخته شده‌است. دانشمندان امید کشف ابر‌های آب‌دار را در ۷۰ کیلومتری سطح زیرین ابر‌های آمونیاکی دارند. هر چند که تاکنون چنین سطحی پیدا نشده‌است.

---

مشتری دارای ۷۹ قمر شناخته شده‌است که ۱۶ ماه آن قطری بیش از ۱۰ کیلومتر دارند. چهار ماه از بزرگ‌ترین ماه‌های مشتری به ترتیب دوری از این سیاره عبارتند از: آیو،  اروپا،  گانیمد و کالیستو. این چهار ماهک را ماه‌های گالیله‌ای‌ می‌نامند. زیرا ستاره‌شناس ایتالیایی گالیلئو گالیله آن‌ها را در سال ۱۶۱۰ به وسیلهٔ نخستین تلسکوپ پیدا کرد. در ۶ دسامبر ۱۹۹۵، فضاپیمای گالیله متعلق به ناسا به مشتری رسید و نخستین گردش خود از ۳۵ گردش دور سیاره را آغاز کرد. در بیشتر از هفت سال، این فضاپیما ۱۴٬۰۰۰ تصویر از مشتری و ماه‌ها و حلقه‌های آن گرفت. در ۲۱ سپتامبر ۲۰۰۳ فضاپیمای گالیله در یک فرود قابل کنترل قرار داده شد تا مأموریت خود را با سقوط در جو مشتری پایان دهد. افزون بر ابزار‌های عکسبرداری، فضاپیما یک آشکارساز غبار بسیار حساس حمل می‌کرد که هزاران برخورد از ذرات غبار مسیر خود به سوی حلقهٔ مشتری در سال‌های ۲۰۰۲ و ۲۰۰۳ را ثبت کرد. یکی از کشف‌های جدید فضاپیمای گالیله کشف ماه تبه بود.

آیو دارای آتشفشان‌های فعال بسیاری است. هر فوران گازی آن دارای گوگرد نیز هست. رنگ زرد نارنجی سطح آیو شاید از اندازهٔ بسیار زیاد گوگرد جامد که در سطح سیاره انباشته شده حکایت داشته باشد.

اروپا کوچک‌ترین ماه گالیله‌ای است که قطر آن برابر با ۳ هزار و ۱۳۰ کیلومتر است. اروپا دارای سطحی از یخ صاف و ترک خورده‌است.

بزرگ‌ترین ماه گالیله‌ای، گانیمد با قطری برابر با ۵٬۲۶۸ کیلومتر است. گانیمد بزرگ‌تر از سیارهٔ عطارد است. کالیستو با قطری برابر با ۴٬۸۰۶ کیلومتر اندکی کوچک‌تر از عطارد است. گمان می‌رود کالیستو و گانیمد از یخ و اندکی مواد سنگی ساخته شده باشند.

هر دو ماهک دارای دهانه‌های بسیاری هستند. دیگر ماهک‌های مشتری از ماهک‌های گالیله‌ای بسیار کوچکترند.  آمالتئا و هیمالیا دو ماهک بزرگ بعدی هستند. امالیتا با قطری برابر با ۲۶۲ کیلومتر به شکل سیب زمینی است. قطر هیمالیا برابر با ۱۷۰ کیلومتر است. بیشتر ماه‌های به جای مانده از مشتری با تلسکوپ‌های بزرگ زمینی پیدا شده‌اند. دانشمندان متیس و آدرستا را در سال ۱۹۷۹ با بررسی نگاره‌هائی که فضاپیمای وویجر گرفته بود پیدا کردند.

حلقه‌های مشتری

---

مشتری دارای سه حلقهٔ باریک در اطراف استوای خود است. این حلقه‌ها بسیار کم‌نورتر از حلقه‌های کیوان هستند. به نظر می‌آید حلقه‌های مشتری بیشتر از ذرات ریز غبار ساخته شده باشند. حلقهٔ اصلی در حدود ۳۰ کیلومتر ضخامت و بیشتر از ۶٬۴۰۰ کیلومتر پهنا دارد. مدار آمالتئا درون حلقه جای گرفته‌است.

دانشمندان دانشگاه مریلند، کالج پارک و انجمن ماکس پلانک راز دیرین، شوند (علت) ناهنجاری‌های حلقه‌های نازک مشتری را دریافته‌اند. در پژوهش چاپ شده در نسخهٔ ۱۲ اردیبهشت مجلهٔ نیچر دانشمندان، گسترش اندک بیرونی‌ترین حلقه به خارج از مدار تبه، یکی از قمر‌های مشتری، را گزارش دادند و دیگر دانشمندان، انحراف‌هایی را در مدل پذیرفته شده شکل‌گیری حلقه‌ها مشاهده کردند؛ بنابراین مدل، از برهمکنش سایه و نور خورشید بر روی ذرات غبار، حلقه‌ها ساخته می‌شوند. داگلاس هامیلتون، استاد ستاره‌شناسی دانشگاه مریلند، کالج پارک گفت: «معلوم می‌شود که محدودهٔ افزایش حلقهٔ بیرونی و دیگر رفتار‌های عجیب در حلقه‌های مشتری در هاله ابهامند.» «همچنان که حلقه‌ها به دور سیاره می‌چرخند، ذرات غبار داخل حلقه‌ها هنگام گذر از میان سایهٔ سیاره به‌طور متناوب بارگیری و تخلیه بار می‌شوند. میدان مغناطیسی پرقدرت 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 نویسندهٔ آلمانی مقاله برای نخستین بار اطلاعات برخوردی جدید در مورد اندازهٔ ذرات غبار و سرعت‌شان و جهت‌های مداری آن‌ها را که فضاپیمای گالیله در طول سفرش از حلقه‌های مشتری در سال‌های ۲۰۰۳–۲۰۰۲ میلادی دریافت کرده بود، مطالعه کردند. کروگر مجموعهٔ اطلاعات جدید را بررسی کرد و هامیلتون مدل‌های رایانه‌ای 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 حلقهٔ غباری مشاهده شده را توضیح دهیم.» بر طبق نظر هامیلتون، سازوکار‌های مشخص شده در این مدل، حلقه‌های هر سیاره‌ای در هر منظومهٔ ستاره‌ای را تحت تأثیر قرار می‌دهد؛ ولی این اثرات ممکن است بدین گونه که در مشتری است، آشکار نشود. هامیلتون گفت: «ذرات یخی در حلقه‌های معروف کیوان خیلی بزرگ‌تر و سنگین‌تر از آن هستند که به‌طور قابل ملاحظه‌ای با این روند شکل گیرند. به همین دلیل ناهنجاری‌های مشابه در آن‌جا مشاهده نمی‌شود.» «یافته‌های ما بر طبق اثرات سایه ممکن است جنبه‌هایی از شکل‌گیری سیاره‌ای را روشن کند. زیرا ذرات غبار باردار باید به صورت توده‌های بزرگ‌تر ترکیب شوند تا این که در نهایت سیاره‌ها و ماه‌ها شکل گیرند.» غباری که حلقه‌های کم‌رنگ مشتری را تشکیل می‌دهد در زمانی که ذرات باقی‌مانده در فضا به صورت قمر‌های داخلی کوچک به ترتیب از نزدیک‌ترین تا دورترین: آدراستیا، متیس، آمالتیا و تبه فروپاشی کردند، شکل گرفتند.

این غبار به صورت یک حلقهٔ اصلی، یک هالهٔ میانی و دو حلقهٔ کم‌رنگ‌تر با فاصلهٔ بیشتر مرتب شده‌است. حلقه‌ها بیشتر در مدار‌های این چهار ماه محدود شده‌اند؛ ولی برجستگی اندک و آشکار گسترش غبار به سوی خارج از مدار تبه تا این زمان دانشمندان را شگفت زده کرده‌است.