Sao Mộc là hành tinh lớn nhất trong Hệ Mặt trời của chúng ta và được biết đến như một hành tinh khí khổng lồ do thành phần chủ yếu là hydro và heli. Hành tinh tráng lệ này đã được quan sát trong hàng nghìn năm, đóng một vai trò quan trọng trong thần thoại và nghiên cứu thiên văn của các nền văn hóa khác nhau trên thế giới.
Sao Mộc là hành tinh thứ năm tính từ Mặt trời và có quỹ đạo ở khoảng cách xấp xỉ 778 triệu km (484 triệu dặm). Hành tinh khổng lồ này có đường kính khoảng 139.822 km (86.881 dặm), rộng hơn Trái đất 11 lần. Khối lượng của nó gấp 2,5 lần khối lượng của tất cả các hành tinh khác trong Hệ Mặt trời cộng lại.
Bầu khí quyển của Sao Mộc bao gồm chủ yếu là hydro (khoảng 90%) và heli (gần 10%), cùng với dấu vết của các loại khí khác như metan, hơi nước, amoniac và hydro sunfua. Bầu khí quyển phía trên chứa các đám mây tinh thể amoniac được sắp xếp thành các dải có màu sắc khác nhau. Những dải này là kết quả của sự quay nhanh của Sao Mộc, hoàn thành một vòng quay chỉ trong chưa đầy 10 giờ, gây ra những cơn bão dữ dội và gió tốc độ cao lên tới 620 km/h (385 dặm/giờ).
Đặc điểm đáng chú ý nhất trong bầu khí quyển của Sao Mộc là Vết Đỏ Lớn , một cơn bão khổng lồ lớn hơn Trái Đất đã hoành hành ít nhất 400 năm. Các nhà khoa học nghiên cứu cơn bão này để hiểu các kiểu thời tiết trên Sao Mộc và nói rộng ra là các kiểu thời tiết của các hành tinh khác, bao gồm cả Trái đất.
Sao Mộc có từ trường mạnh nhất so với bất kỳ hành tinh nào trong Hệ Mặt trời của chúng ta, được cho là được tạo ra bởi lớp hydro kim loại bao quanh lõi của nó. Từ trường này bẫy các hạt của gió mặt trời, tạo ra vành đai bức xạ rộng lớn.
Hành tinh này cũng đáng chú ý vì có nhiều mặt trăng, có 79 vệ tinh được xác nhận tính đến lần đếm cuối cùng. Bốn mặt trăng lớn nhất, được gọi là Mặt trăng Galileo—Io, Europa, Ganymede và Callisto—được Galileo Galilei phát hiện vào năm 1610. Ganymede, mặt trăng lớn nhất trong số này, thậm chí còn lớn hơn cả hành tinh Sao Thủy. Các nhà khoa học rất quan tâm đến Europa và Ganymede vì chúng được cho là nắm giữ các đại dương dưới lòng đất có khả năng nuôi dưỡng sự sống.
Mặc dù có thành phần chủ yếu là khí, Sao Mộc có thể có lõi rắn. Phần lõi được cho là được làm từ đá và kim loại và ước tính nặng gấp khoảng 10 đến 20 lần khối lượng Trái đất. Bao quanh lõi là một lớp hydro kim loại, là hydro dưới áp suất cực lớn đến mức nó hoạt động như một chất dẫn điện.
Áp suất và nhiệt độ bên trong Sao Mộc tăng mạnh về phía lõi. Ở trung tâm, áp suất có thể gấp hơn 40 triệu lần áp suất khí quyển ở bề mặt Trái đất và nhiệt độ được ước tính lên tới 24.000 độ C (43.000 độ F).
Sao Mộc đóng vai trò thiết yếu trong việc định hình động lực quỹ đạo của Hệ Mặt trời thông qua lực hấp dẫn to lớn của nó. Nó được cho là đã ảnh hưởng đến sự hình thành và tiến hóa của các hành tinh khác, đồng thời nó tiếp tục bảo vệ Trái đất và các hành tinh bên trong khỏi các tác động tiềm tàng của sao chổi và tiểu hành tinh bằng cách bắt giữ những vật thể này hoặc đẩy chúng ra khỏi Hệ Mặt trời.
Một số tàu vũ trụ đã viếng thăm Sao Mộc, bắt đầu với chuyến bay ngang qua của Pioneer 10 vào năm 1973, tiếp theo là Du hành 1 và 2 vào cuối những năm 1970. Những sứ mệnh này đã cung cấp những hình ảnh cận cảnh đầu tiên về hành tinh, các mặt trăng và các vành đai của nó. Gần đây hơn, tàu vũ trụ Galileo, đến vào năm 1995, đã quay quanh Sao Mộc trong vài năm, cung cấp những quan sát chi tiết trước khi kết thúc sứ mệnh của mình bằng cách lao vào bầu khí quyển của Sao Mộc. Tàu vũ trụ Juno, đến Sao Mộc vào năm 2016, hiện đang nghiên cứu sâu về hành tinh này, tập trung vào bầu khí quyển, từ trường và trường hấp dẫn của nó để hiểu rõ hơn về sự hình thành và cấu trúc của nó.
Nghiên cứu Sao Mộc và các mặt trăng của nó cung cấp cho các nhà khoa học những thông tin quan trọng về Hệ Mặt trời sơ khai. Thành phần của Sao Mộc phản ánh các điều kiện của tinh vân Mặt Trời thời kỳ đầu hình thành Hệ Mặt Trời. Bằng cách hiểu về Sao Mộc, các nhà khoa học có thể hiểu rõ hơn về sự hình thành các hệ hành tinh xung quanh các ngôi sao khác.
Hơn nữa, các mặt trăng của Sao Mộc, đặc biệt là Europa, Ganymede và Callisto, rất được quan tâm trong việc tìm kiếm sự sống ngoài Trái Đất. Các đại dương tiềm năng bên dưới lớp vỏ băng giá của những mặt trăng này có thể là môi trường sống nơi sự sống tồn tại hoặc đã từng tồn tại. Các sứ mệnh như Europa Clipper sắp tới nhằm mục đích nghiên cứu các đại dương này và tiềm năng hỗ trợ sự sống của chúng.
Mặc dù hiện tại không thể thử nghiệm trực tiếp trên Sao Mộc do điều kiện khắc nghiệt và khoảng cách với Trái đất, nhưng các quan sát và dữ liệu được thu thập bởi kính thiên văn và tàu vũ trụ cung cấp thông tin có giá trị. Các nhà thiên văn nghiệp dư có thể quan sát Sao Mộc và các mặt trăng lớn nhất của nó bằng một kính thiên văn khiêm tốn, chú ý đến sự thay đổi vị trí của các mặt trăng và khả năng hiển thị của Vết Đỏ Lớn.
Các sứ mệnh không gian như Juno sử dụng nhiều loại công cụ để nghiên cứu Sao Mộc. Chúng bao gồm quang phổ kế để phân tích thành phần của khí quyển, từ kế để đo từ trường và các dụng cụ khoa học trọng lực để xác định cấu trúc bên trong của hành tinh. Những quan sát này giúp các nhà khoa học kiểm tra các lý thuyết về sự hình thành, thành phần của hành tinh và tính chất vật lý của các hành tinh khí khổng lồ nói chung.
Sao Mộc, hành tinh lớn nhất trong Hệ Mặt trời của chúng ta, là một thế giới hấp dẫn đã thu hút con người trong nhiều thiên niên kỷ. Kích thước rộng lớn, từ trường mạnh, bầu khí quyển năng động và vô số mặt trăng khiến nó trở thành một đối tượng vừa đẹp vừa gây tò mò khoa học. Bằng cách nghiên cứu Sao Mộc và các vệ tinh của nó, các nhà khoa học có thể tìm hiểu thêm về sự hình thành của Hệ Mặt trời, khả năng có sự sống ngoài Trái đất và bản chất của các hệ hành tinh trong vũ trụ. Khi công nghệ tiến bộ, sự hiểu biết của chúng ta về Sao Mộc và vai trò của nó trong vở ballet vũ trụ sẽ tiếp tục phát triển, tiết lộ nhiều bí mật hơn về Hệ Mặt trời của chúng ta và hơn thế nữa.
