观察木星，最引人注意的是它色彩的丰富和细节多样的大气结构。我们看到的大部分木星云层，其成分主要是氨，水冰构成的云层在更深的位置上，偶尔可以在一些大气空洞处被观察到。木星上非常明显的“云带”是由高空大气中强烈的东西方向强风所形成的。在这样的横向云带中间则存在着一些风暴系统，很多都可以持续存在很多年，其中最有名的是大红斑，这个巨大的风暴系统已经持续稳定存在超过300年以上。就在前几年，木星上又出现了一个小红斑，其大小大约是大红斑的一半左右。
木星的成分与太阳相近，主要是氢和氦。随着深入木星大气的深度增加，大气压强持续增强，温度也逐渐升高，在一定的深度上氢会被压缩成为一种近似液体的物质。在大约相当于木星1/3半径深度上，这里的氢物质已经在极端高温高压环境下具备了液体性质，可以导电，被称作“金属氢”。科学家们认为，正是在这一层具有导电性能的金属氢层发生的流动翻滚运动产生了木星强大的磁场。在木星内核区域，极端的压强环境下可能存在一个由更重的金属组成的内核，其直径可能超过整个地球。
木星拥有太阳系各大行星中最强大的磁场，其强度比地球磁场强2万倍以上。在木星附近强大磁场作用下，大量带电粒子被困在其中，形成剧烈的辐射带，其中主要是大量的电子和各类离子。这些强大的粒子流持续轰击着木星的卫星和光环。木星磁层在朝向太阳的方向延伸100万~300万公里，而在背离太阳的方向延伸则超过10亿公里。
在1610年1月7日，意大利科学家伽利略利用一台今天看来相当原始的望远镜看到了木星的4颗卫星：木卫一(Io)、木卫二(Europe)、木卫三(Ganymede)、木卫四(Callisto)。今天，这四颗卫星被称作伽利略卫星。根据最新数据，不包括那些“临时”卫星，木星一共拥有“正式”卫星64颗，位居太阳系各大行星之首。所谓“临时”的卫星主要是指那些由于接近木星而被木星强大引力场临时捕获的小行星或者彗星，它们往往会围绕木星运行几天，几个月甚至几年，随后再离开，继续它们原先的飞行旅程，或者坠入木星大气层被焚毁。木星赤道上空有3道细细的光环，它们的亮度远远不如土星光环。木星光环的主要成分是非常细小的尘埃颗粒，这些细碎颗粒的来源则可能是小行星与木星卫星之间的碰撞。木星光环最早是在1971年由地面望远镜和美国宇航局旅行者1号飞船各自独立发现的。
木星探测大事记：
1610年：伽利略进行了首次详细的木星观测；
1973年：美国宇航局的先驱者-10号飞船成为首个穿越小行星带的人类航天器，并飞掠木星；
1979年：美国宇航局的旅行者1号和2号飞船发现了木星暗弱的光环，几颗新的卫星，并发现在木卫一表面存在活火山爆发；
1994年：世界各地的天文学家和美国宇航局的伽利略探测器对“舒梅克-列维9号”彗星撞击木星南半球的全过程，这是人类首次全程目睹一次天体碰撞；
1995年：美国宇航局的伽利略号飞船携带探测器抵达木星，开展首次木星大气直接探测并对整个木星系统进行了详细考察；
五、朱诺项目的科学目标概述
木星是目前已知太阳系最大的行星，数百年来人们一直在尝试对这颗星球进行研究，但关于这颗气态巨行星，我们仍然有很多基本的问题有待解答。在1995年，美国宇航局的伽利略号探测器抵达木星，其中的一项任务便是向木星大气中投放一颗小型探测器。其传回的数据显示，木星云层与大气的构成与科学家们此前所想的有所区别，这表明我们相关的理论模型中可能存在某些偏差。今天，这颗巨大星球厚厚的云层和剧烈的风暴下方，依旧隐藏着许许多多有关这颗巨大行星的身世，以及整个太阳系形成历史的未解之谜，以下我们仅列举其中一小部分我们尚未完全理解的基本问题：
1)木星是如何形成的？
2)木星大气中含有多少水和氧气？
3)木星的内部结构究竟如何？
4)木星的自转更加符合刚体转动，还是在内部不同深度上存在不同速度的自转？
5)木星拥有固态内核吗？如果有，这个内核有多大？
6)木星强大的磁场是如何形成的？
7)木星云层顶部所见的很多大气结构向下延伸多多深，它与木星大气深部运动之间有何关联？
8)木星极光产生的机制是什么？
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