Химический состав атмосферы Ю. определяется спектроскопически. По сильным полосам поглощения раньше всего в атмосфере Ю. были обнаружены метан CH4 и аммиак NH3 . Позднее по слабым полосам в инфракрасной области спектра был обнаружен молекулярный водород H2 , затем пары воды H2 O, молекулы ацетилена C2 H2 , этана C2 H6 , фосфина PH3 и, наконец, окиси углерода CO.
Тёмные полосы Ю. имеют аэрозольную природу и состоят из частиц диаметром 0,2—0,3 мкм . Над уровнем, где атмосферное давление составляет 1 атм (к нему относятся приведённые выше геометрические размеры Ю.), располагаются кристаллы аммиака. Несколько ниже этого уровня находятся твёрдые частицы полисульфидов, ещё ниже — ледяные кристаллики воды и, наконец, на 60 км ниже этого уровня — взвешенные капли раствора аммиака в воде.
Внутреннее строение Ю. Существуют несколько моделей строения Ю. при разных предположениях о его химическом составе. Вследствие большой силы тяжести на Ю. давление газов возрастает с глубиной очень быстро и уже на расстоянии 10 тыс. км от поверхности становится настолько большим, что преобладающий газ (водород) изменяет своё состояние и переходит из нормальной молекулярной фазы в металлическую. С ростом температуры по мере приближения к центру планеты металлический водород расплавляется (температура вблизи центра Ю. приближается к 20 000 К при давлении порядка 100 млн. атм и плотности 20—30 г/см 3 ). В некоторых моделях Ю. предполагается существование слоя льда (H2 O) значительной толщины, но лишь вблизи поверхности, где температура невысока.
По-видимому, Ю. имеет твёрдую оболочку сравнительно недалеко от поверхности. Предположение о существовании такой оболочки могло бы объяснить магнитное поле, жестко вращающееся вместе с планетой, и неоднородности тепловых потоков, проявляющиеся в многочисленных деталях полос и особенно в длительно существующих БКП, вращающихся почти с тем же периодом, что и магнитное поле Ю.
Магнитное поле Ю. обнаруживается по сильному радиоизлучению, особенно интенсивному в дециметровом и декаметровом диапазонах. Дециметровые волны исходят из околопланетного пространства и представляют собой синхротронное излучение электронов, захваченных магнитосферой Ю. в радиационные пояса, подобные земным. Декаметровое излучение (на волне 7,5 м ) имеет характер шумовых бурь, длящихся от нескольких часов до нескольких минут. Излучение направлено и исходит из определённых малых участков поверхности Ю. Из повторяемости радиовсплесков следует, что их источники вращаются с периодом P III = 9 ч 55 мин 30 сек . С периодом P III изменяется также дециметровое излучение. Именно этот период приписывают вращению твёрдого слоя, собственно образующего поверхность Ю. Природа твёрдого слоя Ю. пока ещё (70-е гг.) неясна. Его верхняя граница должна находиться вблизи видимой поверхности, нижняя же граница может быть расположена там, где металлический водород переходит от твёрдой фазы к жидкой. На этой границе и в глубине жидкого ядра возникают электрические токи, являющиеся причиной магнитного поля Ю. Напряжённость магнитного поля Ю. 4 э. Направление магнитной оси Ю. составляет угол около 10° с его осью вращения.
Магнитосфера Ю. имеет очень большие размеры. В ближайших к планете областях (до 20 радиусов) она имеет явно выраженный дипольный характер и содержит радиационные пояса, в которых движутся захваченные полем электроны, обладающие энергией свыше 6 Мэв . Их взаимодействие с полем порождает дециметровое синхротронное излучение, В более отдалённых областях средняя магнитосфера простирается до 60 планетных радиусов и деформирована вращением. Здесь возможны плазменные истечения и колебания, излучающие в декаметровом диапазоне. Ещё дальше, до 90—100 планетных радиусов, находится внешняя магнитосфера, простирающаяся до магнито-паузы, размеры которой изменчивы. С ночной стороны она простирается за орбиту Сатурна. Все 5 ближайших к Ю. его спутников постоянно охвачены средней магнитосферой. Ближайший большой спутник — Ио обладает, по-видимому, своим магнитным полем и существенно влияет на частоту радиовсплесков Ю.
Спутники. Известны 13 спутников Ю. Последний из них Юпитер XIII, открыт в 1974. Первые 4 самых больших спутника были открыты Г. Галилеем в 1610. Пятый спутник — Юпитер V, открытый в 1892, почти три столетия спустя, — самый близкий к планете, он удалён от планеты всего лишь на 2,54 экваториальных радиуса Ю. Все эти спутники движутся практически по круговым орбитам, плоскости которых совпадают с плоскостью экватора Ю. Их периоды обращения — от 12 ч у Юпитера V до 16,8 сут у Юпитера IV. Все остальные спутники Ю., открытые в 20 в., удалены от планеты на большие расстояния. В 1976 были заново утверждены названия спутников. Почти все они взяты из мифологии среди персонажей, так или иначе связанных с деятельностью Юпитера (первые 4 спутника были названы ещё Галилеем). Ниже приведены назв. спутников; в скобках даны их радиусы в км и видимые звёздные величины в противостоянии (1976):