قمرهای مشتری؛ ویژگی‌ها و کاوش‌ها

مشتری بزرگ‌ترین سیاره‌ی منظومه‌ی شمسی و بزرگ‌ترین غول گازی است. این سیاره که پادشاه سیاره‌ها هم نامیده می‌شود، دارای ۷۹ قمر تأییدشده است. مشتری از نظر تعداد قمرها در رتبه‌ی دوم منظومه‌ی شمسی و پس از زحل قرار می‌گیرد (با ۸۲ قمر). اما طبق جدیدترین پژوهش‌ها، ستاره‌شناسان کانادا شواهدی مبنی بر وجود ۴۵ قمر کوچک در مدار مشتری پیدا کردند و براساس حدس و گمان‌ها، تعداد قمرهای این سیاره می‌تواند به ۶۰۰ عدد برسد؛ اما هنوز به مرحله‌ی تأیید و رصد نرسیده‌اند.

به‌طور کلی از بین ۷۹ قمر تأیید‌شده‌ی مشتری، چهار قمر بزرگ گالیله از شهرت بیشتری برخوردار هستند. این قمرها در سال ۱۶۱۰ میلادی توسط گالیلئو گالیله و سیمون مارینوس به‌صورت مستقل کشف شدند. در اوایل ۱۸۹۲، تعداد بیشتری از قمرهای مشتری کشف شدند و اسامی عشاق یا دختران ژوپیتر، خدای رومی یا زئوس (همتای یونانی آن) را گرفتند. قمرهای گالیله بزرگ‌ترین و سنگین‌ترین اجرام در مدار مشتری هستند.

هشت قمر مشتری از قمرهای منظم با مدارهای تقریبا دایره‌ای هستند. قمرهای گالیله به دلیل جرم سیاره‌ای تقریبا کروی هستند. اگر این قمرها در مدار خورشید بودند در دسته‌ی سیاره‌های کوتوله‌ قرار می‌گرفتند. چهار قمر دیگر کوچک‌تر هستند و در فاصله‌ی کمتری از سیاره‌ی مشتری قرار دارند؛ این قمرها منابعی برای تشکیل حلقه‌های مشتری هستند. سایر قمرهای مشتری نامنظم هستند و مدار آن‌ها در فاصله‌ی دورتری از مشتری قرار دارد. این قمرها احتمالا از مدارهای خورشیدی در دام جاذبه‌ی مشتری گرفتار شده‌اند. بیست و دو قمر نامنظم مشتری هنوز به‌طور رسمی نام‌گذاری نشده‌اند.

گمان می‌رود قمرهای منظم مشتری از دیسک چرخان سیاره‌ای شکل گرفته باشند؛ حلقه‌ای از گاز و سنگ‌ریزه که مشابه دیسک اولیه‌ی سیاره‌ای است. از طرفی قمرهای نامنظم از سیارک‌هایی تشکیل شده‌اند که در دام جاذبه‌ی مشتری گرفتار آمده‌اند. به باور بسیاری از دانشمندان، این سیارک‌ها خرد شده و سپس بر اثر برخورد با اجرام کوچک دیگر، قمرهای نامنظم مشتری را تشکیل داده‌اند.

به‌طور کلی قمرهای مشتری به دو دسته‌ی منظم و نامنظم تقسیم می‌شوند. قمرهای نامنظم خود به دو گروه قمرهای داخلی (آمالتیا) و قمرهای گالیله تقسیم می‌شوند.

• قمرهای داخلی (آمالتیا): متیس، آدراستیا، آمالتیا و تبه از قمرهای داخلی مشتری هستند؛ زیرا در فاصله‌ی نزدیکی با این سیاره قرار دارند. دو عدد از داخلی‌ترین قمرها در کمتر از یک روز مشتری مدار این سیاره را کامل می‌کنند. دو قمر دیگر به ترتیب پنجمین و هفتمین قمر بزرگ در منظومه‌ی قمری مشتری هستند.

براساس رصدها، حداقل بزرگ‌ترین عضو این گروه یعنی آمالتیا روی مدار فعلی شکل نگرفته بلکه قبلا از مشتری دورتر بوده است.

•  گروه اصلی یا قمرهای گالیله: آیو، اروپا، گانیمه و کالیستو از بزرگ‌ترین قمرهای منظومه‌ی شمسی از نظر جرم و اندازه هستند. قطر قمر گانیمه حتی از سیاره‌ی عطارد بیشتر اما جرم آن کمتر است. این قمر‌ها به ترتیب چهارمین (آیو)، ششمین (اروپا)، اولین (گانیمه) و سومین (کالیستو) قمرهای طبیعی منظومه‌ی شمسی هستند و تقریبا ۹۹٫۹۹۷ درصد از جرم کل مدار مشتری را در بر می‌گیرند. سیاره‌ی مشتری ۵۰۰۰ برابر سنگین‌تر از قمرهایش است.

قمرهای نامنظم مشتری اجرام کوچکی با مدارهای مختلف‌المرکز و دورتر از مشتری هستند. این قمرها دارای شباهت‌هایی مثل انحراف، خروج از مرکز، محور نیمه‌اصلی و ترکیب شیمیایی هستند. به باور دانشمندان، این‌ها گروهی از قمرهای برخوردی هستند که بر اثر برخورد اجرام والد بزرگ‌تر با سیارک‌های گرفتار در میدان گرانشی مشتری، به وجود آمده‌اند.

قمرهای گالیله از شناخته‌شده‌ترین قمرهای مشتری هستند که در طی کاوش‌های مختلف مورد بررسی قرار گرفتند و اطلاعات بیشتری از آن‌ها در دسترس است. درادامه به ویژگی‌ها و کاوش‌های مرتبط با این قمرها اشاره می‌کنیم.

آیو، پنجمین قمر بزرگ مشتری و دارای بیشترین فعالیت آتشفشانی در منظومه‌ی شمسی است. این قمر دارای مجراهای سولفوری است که تا ارتفاع ۳۰۰ کیلومتری منتشر می‌شوند. سطح آیو پر از دریاهای گدازه‌ای و دشت‌های سیلابی از سنگ‌های مایع است. ستاره‌شناس‌ها نقشه‌ای شامل ۱۵۰ آتشفشان روی این قمر کشف کردند که برخی از آن‌ها تا ارتفاع ۴۰۰ کیلومتری در فضا گدازه منتشر می‌کنند.

آیو با ۴٫۵ میلیارد سال قدمت، هم‌سن سیاره‌ی میزبان خود مشتری است. میانگین فاصله‌ی مداری آیو تا مشتری ۴۴۲ هزار کیلومتر است. ۱٫۷۷ روز زمینی طول می‌کشد تا آیو مدار مشتری را کامل کند. آیو دارای قفل جزر و مدی است و همیشه یک طرف آن به سمت مشتری قرار دارد. قطر آیو تقریبا به ۱۸۲۰ کیلومتر می‌رسد که اندکی بیشتر از قطر ماه است.

آیو دارای شکل نسبتا بیضی است. از میان قمرهای گالیله، آیو از لحاظ جرم و حجم در رتبه‌ی پایین‌تری نسبت به گانیمه و کالیستو و در رتبه‌ی بالاتری نسبت به اروپا قرار می‌گیرد. میانگین دمای سطح آیو منفی ۱۳۰ درجه‌ی سانتی‌گراد است. به همین دلیل بدنه‌های برف سولفور دی‌اکسید روی سطح آن فراوان هستند. به آیو قمر یخ و آتش هم گفته می‌شود.

آیو در ۸ ژانویه‌ی ۱۶۱۰ میلادی توسط گالیلئو گالیله کشف شد. او در واقع این قمر را یک روز قبل کشف کرد؛ اما نتوانسته بود آیو و اروپا را تشخیص بدهد. کشف گالیله اولین کشف قمری در آن زمان بود. اکتشافات گالیله ثابت کردند سیاره‌ها به دور خورشید می‌چرخند نه زمین. گالیله در ابتدا این قمر را ژوپیتر ۱ نام‌گذاری کرد؛ اما در اواسط سده‌ی نوزدهم میلادی، نام آن به آیو تغییر کرد. در اساطیر یونان، آیو کاهن هرا (همسر زئوس) و دختر ایناچوس، پادشاه آرگوس بود. زئوس (همتای یونانی خدای رومی ژوپیتر) عاشق آیو شد؛ اما او را به گاو تبدیل کرد تا از دست همسرش هرا در امان باشد.

فضای داخلی آیو شامل یک هسته‌ی آهن سولفید و لایه‌ی خارجی‌تر قهوه‌ای‌رنگ سیلیکاتی است. این ترکیب، ظاهری خال‌خال با رنگ‌های نارنجی، سیاه، زرد، قرمز و سفید به این قمر بخشیده است. براساس داده‌های به‌دست‌آمده از مدل‌های کامپیوتری، آیو در منطقه‌ای از اطراف مشتری شکل گرفت که فراوانی یخ آن در ابتدا بالا بود. گرمای آیو همراه ‌با آب موجود بر سطح آن در فاصله‌ی اندکی پس از شکل‌گیری می‌تواند نشانه‌ای از وجود حیات کهن باشد؛ حتی در محیطی که تشعشعات مشتری، آب سطحی را از بین می‌برند.

برجسته‌‌ترین ویژگی‌های این قمر آتشفشان‌های آن هستند. آیو پس از زمین تنها جرم منظومه‌ی شمسی دارای آتش‌فشان‌ فعال است. گالیله یادداشت‌هایی مبنی بر وجود فعالیت آتشفشانی به‌جای گذاشت و فضاپیمای وویجر ناسا در سال ۱۹۷۹ آتشفشان‌های آیو را تأیید کرد.

به دلیل فعالیت آتشفشانی، بخش زیادی از جو آیو را سولفور دی‌اکسید تشکیل می‌دهد. براساس مشاهدات تلسکوپ Gemini North در هاوایی و طیف‌سنج TEXES در سال ۲۰۱۸، احتمال فروپاشی جو آیو وجود دارد. پوشش گاز سولفور دی‌اکسید آیو هر روز در حالت سایه‌ منجمد می‌شود. وقتی آیو مجددا به نور خورشید بازمی‌گردد، سولفور دی‌اکسید منجمد یک بار دیگر به گاز تبدیل می‌شود.

کالیستو یکی از قمرهای بزرگ در مدار مشتری است. این قمر دارای سطحی کهن و پر از دهانه‌ی برخوردی است که نشان می‌دهد خبری از فرآیندهای زمین‌شناختی در آن نیست. اما این قمر دارای یک اقیانوس زیرزمینی است و به دلیل سطح قدیمی آن، هنوز وجود حیات در این اقیانوس قطعی نیست.

کالیستو مانند دیگر چهار قمر گالیله‌ای در سال ۱۶۱۰ میلادی کشف شد. نام این قمر در ابتدا ژوپیتر IV بود؛ اما در سده‌ی نوزدهم کالیستو نامیده شد. کالیستو توسط کاوشگرهای متعددی از جمله مأموریت طولانی‌مدت فضاپیمای گالیله به مشتری در دهه‌ی ۱۹۹۰ و دهه‌ی ۲۰۰۰ مورد بررسی قرار گرفت. فضاپیمای جونو هم تصاویری از راه دور از قمر کالیستو ثبت کرده است. کالیستو با ۴٫۵ میلیارد سال عمر هم‌سن سیاره‌ی میزبان خود، مشتری است. این قمر سنگین‌ترین جرم دارای حفره‌ی برخوردی در کل منظومه‌ی شمسی است؛ اما سطح آن تقریبا از ۴ میلیارد سال قبل دست‌نخورده باقی مانده.

در میان قمرهای گالیله، کالیستو خارجی‌ترین قمر است. این قمر در فاصله‌ی یک میلیون و هشتصد و هشتاد هزار کیلومتری از مشتری قرار دارد. تقریبا هفت روز زمینی طول می‌کشد تا کالیستو مدار مشتری را کامل کند. کالیستو دارای آثار جزر و مدی کمتر از دیگر قمرهای گالیله است؛ زیرا در آن سوی کمربند تشعشعات اصلی مشتری قرار دارد. کالیستو دارای قفل جزر و مدی نسبت به مشتری است و همیشه یک طرف آن به سمت مشتری قرار دارد.

کالیستو با قطر ۴۸۰۰ کیلومتر تقریبا هم اندازه با سیاره‌ی عطارد است. این قمر پس از گانیمه و تایتان (قمر زحل)، سومین قمر بزرگ منظومه‌ی شمسی است. ماه پس از آیو در رتبه‌ی پنجم قرار می‌گیرد. دمای سطح کالیستو به منفی ۱۳۹٫۲ درجه‌ی سانتی‌گراد می‌رسد.

فضاپیمای گالیله در سال ۱۹۹۶، اطلاعات دقیقیدرباره‌ی کالیستو ارسال کرد. در این مأموریت بخش زیادی از سطح قمر نقشه‌برداری شد، جو نازک کربن دی‌اکسیدی آن و شواهدی از اقیانوس زیرزمینی کشف شد. براساس بررسی تصاویر به‌دست‌آمده از تلسکوپ فضایی هابل در سال ۲۰۱۸، اثر کالیستو بر انفجارهای شفقی جو مشتری آشکار شد. مشتری خود دارای شفق‌ است؛ اما برخی از پدیده‌های شفق مشتری از تعامل با چهار قمر بزرگ آن سرچشمه می‌گیرند.

مأموریت‌های آینده از جمله JUICE که به بررسی قمرهای یخی مشتری اختصاص دارد، حقایق بیشتری درباره‌ی کالیستو و احتمال وجود حیات در آن آشکار خواهند کرد. مقاله‌هایی هم درباره‌ی مدلسازی تعامل میدان مغناطیسی مشتری و کالیستو (این بررسی شواهدی درباره‌ی اقیانوس زیرسطحی کالیستو ارائه می‌کند) و یافتن اکسیژن اتمی در جو این قمر منتشر شده‌اند. مقاله‌های دیگر بر ابعادی مثل آب‌های زیر سطح، تعداد دهانه‌های برخوردی و ویژگی‌های جوی متمرکز شده‌اند.

گانیمه بزرگ‌ترین قمر مشتری و همچنین بزرگ‌ترین قمر در کل منظومه‌ی شمسی است. این قمر حتی از عطارد و پلوتو بزرگ‌تر و اندکی کوچک‌تر از مریخ است. در نتیجه اگر در مدار خورشید بود، به‌راحتی در رده‌ی سیاره‌ها قرار می‌گرفت. گانیمه احتمالا دارای اقیانوس آب شور در زیر سطح یخی خود است؛ در نتیجه به یکی از کاندیدهای قوی برای اکتشافات حیات تبدیل می‌شود. گانیمه یکی از اهداف مأموریت JUICE است که در دهه‌ی ۲۰۳۰ پرتاب خواهد شد.

گانیمه مانند کالیستو و آیو با سن ۴٫۵ میلیارد سال، هم‌سن مشتری است. این قمر بیش از یک میلیون و هفتاد هزار کیلومتر با مشتری فاصله دارد و در طی هفت روز مدار این سیاره را کامل می‌کند. شعاع میانگین گانیمه برابر با ۲۶۳۱٫۲ کیلومتر است. گانیمه از عطارد بزرگ‌تر ولی جرم آن نصف جرم عطارد است و در نتیجه چگالی کمی دارد. میانگین دمای روز در سطح گانیمه به منفی ۱۱۳ تا منفی ۱۸۳ درجه‌ی سانتی‌گراد می‌رسد. ستاره‌شناس‌ها با تلسکوپ هابل در سال ۱۹۹۶ به شواهدی از جو رقیق اکسیژنی گانیمه دست یافتند. بااین‌حال این جو برای پشتیبانی از حیاتی که می‌شناسیم بیش از اندازه رقیق است و بعید است موجودات زنده بتوانند روی گانیمه ساکن شوند.

گانیمه تنها قمر دارای مگنتوسفر (مغناطیس‌کره) در کل منظومه‌ی شمسی است. مغناطیس‌کره که معمولا در سیاره‌هایی مثل مشتری و زمین دیده می‌شود، منطقه‌ای دنباله‌شکل است که ذرات باردار در آن به دام می‌افتند و منحرف می‌شوند. مغناطیس‌کره‌ی گانیمه در مغناطیس‌کره‌ی مشتری تعبیه شده است. گالیله پس از کشف گانیمه نام آن را به ژوپیتر III تغییر داد. با افزایش تعداد اجرام کشف‌شده در اواسط سده‌ی نوزدهم میلادی، نام این قمر براساس اساطیر یونانی به گانیمه تغییر پیدا کرد.

گانیمه دارای هسته‌ای آهنی، گوشته‌ای سنگی و پوسته‌ای با ضخامت زیاد است که بیشترین بخش آن را یخ تشکیل می‌دهد. همچنین آثاری از شکل‌گیری سنگی‌ها در سطح گانیمه دیده می‌شود. در فوریه‌ی ۲۰۱۴، ناسا از نقشه‌‌ی دقیق گانیمه در قالب تصاویر و انیمیشن ویدئویی رونمایی کرد که با استفاده از رصدهای فضاپیماهای وویجر ۱ و ۲ ناسا و همچنین فضاپیمای مدارپیمای گالیله ایجاد شد.

سطح گانیمه از دو نوع سطح اصلی تشکیل شده است: تقریبا ۴۰ درصد از سطح گانیمه تاریک با دهانه‌های برخوردی متعدد و ۶۰ درصد آن به رنگ روشن با شیارهایی است که ظاهری خاص به گانیمه می‌بخشند. شیارها بر اثر فعالیت‌های تکتونیکی یا انتشار آب زیر سطح به وجود آمده‌اند.

به باور دانشمندان، گانیمه دارای اقیانوس آب شور زیرزمینی است. دانشمندان در سال ۲۰۱۵ با استفاده از تلسکوپ فضایی هابل به بررسی شفق‌های گانیمه و تغییرات آن‌ها بین میدان‌های مغناطیسی مشتری و گانیمه پرداختند. براساس شواهد این شفق‌ها، احتمالا گانیمه دارای اقیانوس زیرزمینی آب شور است که حتی از اقیانوس‌های زمین شورتر است.

برخی دانشمندان به احتمال وجود حیات در گانیمه اشاره کرده‌اند. به دلیل ساختار داخلی گانیمه، فشار کف اقیانوس به قدری بالا است که هر آبی که به آن برسد به یخ تبدیل می‌شود. به همین دلیل جریان‌های آب داغ به‌سختی می‌توانند مواد مغذی را به اقیانوس‌ها برسانند.

اروپا کوچک‌ترین قمر گالیله‌ای است. سطح این قمر منجمد و با لایه‌ای از یخ پوشیده شده؛ اما به عقیده‌ی دانشمندان، اقیانوسی زیر این سطح یخی وجود دارد. سطح یخی، اروپا را به یکی از بازتابی‌ترین قمرهای منظومه‌ی شمسی تبدیل کرده است.

پژوهشگرها با استفاده از تلسکوپ فضایی هابل، علائمی از آب‌فشان‌ها از منطقه‌ی قطب جنوب اروپا در سال ۲۰۱۲ شناسایی کردند. تیم پژوهشی دیگری پس از تلاش‌های متعدد، آب‌فشان‌ها را در سال ۲۰۱۴ و ۲۰۱۶ مشاهده کردند. قمر اروپا هم‌زمان با سیاره‌ی میزبان خود، مشتری، در حدود ۴.۵ میلیارد سال پیش شکل گرفت. به‌طور میانگین فاصله‌ی اروپا از مشتری برابر با ۶۷۰ هزار و نهصد کیلومتر است. سه روز و نیم زمینی طول می‌کشد تا اروپا مدار مشتری را کامل کند. اروپا دارای قفل جزر و مدی نسبت به مشتری است؛ بنابراین همیشه یک طرف آن به سمت مشتری قرار دارد.

اروپا با قطر ۳۱۰۰ کیلومتری از ماه کوچک‌تر و از پلوتو بزرگ‌تر است. دمای سطح اروپا در استوا هرگز بالاتر از منفی ۱۶۰ درجه‌ی سانتی‌گراد و در قطب‌های این قمر بالاتر از منفی ۲۲۰ درجه‌ی سانتی‌گراد نمی‌رود. گالیله قمر اروپا را در ۸ ژانویه‌ی ۱۶۱۰ کشف کرد. البته آن را یک روز قبل در ۷ ژانویه رصد کرده بود؛ اما نتوانست این قمر را از آیو تشخیص بدهد. در اساطیر یونان اروپا توسط زئوس (همتای ژوپیتر، خدای رومی) دزدیده می‌شود و به شکل گاوی سفید درمی‌آید تا اروپا را اغوا کند. او گاو را با گل‌هایی می‌آراید و آن را به سمت شهر کرت روانه می‌کند. زئوس در کرت به شکل عادی خود برمی‌گردد و اروپا را اغوا می‌کند. اروپا ملکه‌ی کرت بود و برای زئوس چندین فرزند به دنیا آورد.

یکی از ویژگی‌های برجسته‌ی اروپا قابلیت انعکاس بالا به دلیل وجود پوسته‌ی یخی است. براساس تخمین دانشمندان، قدمت سطح اروپا ۲۰ الی ۱۸۰ میلیون سال می‌رسد. تصاویر و داده‌های فضاپیمای گالیله نشان می‌دهند اروپا دارای ترکیب سنگ سیلیکات، هسته‌ی آهنی و گوشته‌ای سنگی درست مانند زمین است. برخلاف فضای داخلی زمین، فضای سنگی اروپا با لایه‌ای از آب یا یخ احاطه شده است که ضخامت آن به ۸۰ تا ۱۷۰ کیلومتر می‌رسد. براساس نوسان‌های میدان مغناطیسی اروپا، احتمالا اقیانوسی زیر سطح این قمر قرار دارد که می‌تواند میزبان حیات باشد. احتمال وجود حیات فرازمینی اروپا را به مقصدی جذاب برای کاوش‌های فضایی تبدیل کرده است.

سطح اروپا پر از شکستگی و شکاف است. به عقیده‌ی بسیاری از دانشمندان، این شکاف‌ها نتیجه‌ی نیروهای جزر و مدی اقیانوس زیر سطح اروپا هستند. وقتی اروپا به مشتری نزدیک می‌شود سطح دریای زیر یخ به بالاتر از حد نرمال می‌رسد. در این شرایط جزر و مد پیوسته‌ی دریا باعث ایجاد شکاف‌هایی در سطح این قمر می‌شود. در سال ۲۰۱۴، دانشمندان متوجه شدند که اروپا می‌تواند میزبان صفحات تکتونیکی باشد. در منظومه‌ی شمسی تنها زمین دارای پوسته‌ای متغیر است که برای تکامل حیات روی زمین مفید بوده.

وجود آب زیر پوسته‌ی منجمد، قمر اروپا را به یکی از کاندیداهای احتمالی میزبانی حیات در منظومه‌‌ی شمسی تبدیل کرده است. اعماق یخی این قمر احتمالا مانند زمین دارای کانال‌هایی به سمت گوشته هستند. این کانال‌ها محیط گرم لازم برای تکامل حیات را فراهم می‌کنند. طبق پژوهشی در سال ۲۰۱۶، اکسیژن اروپا ده برابر هیدروژن آن برآورد شد که از این نظر مشابه زمین است. به این ترتیب اقیانوس زیر سطح اروپا به محیطی بهتر برای حیات تبدیل می‌شود.

مشتری یکی از پربازدیدترین سیاره‌های منظومه‌ی شمسی است. نه‌تنها خود مشتری هدف اکتشافی ارزشمندی است بلکه می‌توان از جاذبه‌ی آن برای ارسال فضاپیما به بخش خارجی منظومه‌ی شمسی و اهداف دوردست‌تر کمک گرفت.

فضاپیمای پایونیر ۱۰ ناسا در سال ۱۹۷۳ و پایونیر ۱۱ یک سال بعد از این سیاره عبور کردند. مقصد هر دو بخش خارجی منظومه‌ی شمسی بود. (پایونیر ۱۱ از زحل هم دیدن کرد). پایونیر ۱۰ اولین فضاپیمایی بود که از نزدیک به رصد مشتری پرداخت. این فضاپیما، میدان مغناطیسی و تشعشعات شدید مشتری را پوشش داد و نشان داد فضای داخلی مشتری می‌تواند مایع باشد.

فضاپیماهای دوقلوی وویجر ۱ و ۲ در ماه‌های مختلف سال ۱۹۷۹ از مشتری عبور کردند. هر دو فضاپیما هنوز با زمین در ارتباط هستند؛ وویجر ۱ در سال ‍۱۹۸۰ از زحل عبور کرد و در سال ۲۰۱۲ وارد فضای میان‌ستاره‌ای شد درحالی‌که وویجر ۲ پس از بررسی زحل به بررسی اورانوس و نپتون پرداخت و در سال ۲۰۱۸ وارد فضای میان‌ستاره‌ای شد. هر دو فضاپیما بیش از ۳۳ هزار تصویر از مشتری و قمرهای بزرگ آن به ثبت رساندند. از اکتشافات عمده‌ی این دو فضاپیما می‌توان به فعالیت آتشفشانی آیو و نشانه‌هایی از پوسته‌ی یخی اروپا اشاره کرد.

تصاویری که در طول مأموریت‌های مختلف از قمرهای مشتری به ثبت رسیده‌اند

فضاپیمای گالیله‌ی ناسا اولین فضاپیمایی بود که به بازدید از مشتری و قمرهای آن اختصاص یافت. این فضاپیما در سال ۱۹۹۵ وارد مدار مشتری شد و در سال ۲۰۰۳ برای پایان دادن به مأموریت وارد جو این سیاره شد. برخی از اکتشافات عمده‌ی این فضاپیما عبارت‌اند از: کشف آب شور زیر سطح قمرهای یخی اروپا، گانیمه و کالیستو و تندبادهای مشتری. این فضاپیما همچنین تصاویر دقیقی از فعالیت‌های آتشفشانی آیو ارسال کرد.

دیگر کاوشگرهایی که از مشتری عبور کردند عبارت‌اند از: کاوشگر خورشیدی اولیسس مشترک ناسا و آژانس فضایی اروپا (این کاوشگر در سال ۱۹۹۲ و ۲۰۰۴ از مشتری عبور کرد)، فضاپیمای کاسینی هویگنس ناسا و آژانس فضایی اروپا (۲۰۰۰) و فضاپیمای نیوهرایزنز (۲۰۰۷). این فضاپیماها تصاویر مختلفی از منظومه‌ی مشتری و فوران‌های آتشفشانی آیو ثبت کردند همچنین به رصد امواج رادیویی مشتری، ذرات باردار، میدان مغناطیسی و تأثیر باد خورشیدی بر این سیاره پرداختند.

جونو فضاپیمای دیگری است که از سال ۲۰۱۶ وارد مدار مشتری شد و مأموریت آن تاکنون ادامه دارد. اهداف علمی این فضاپیما بررسی مقدار آب در جو مشتری، نقشه‌برداری از ترکیب و خواص جو مشتری و کسب اطلاعات بیشتر درباره‌ی میدان‌های گرانشی و مغناطیسی مشتری هستند. این فضاپیما حامل دوربینی به نام JunoCam است.

مأموریت‌های آینده‌ی مشتری به بررسی قمرهای یخی آن و پتانسیل حیات در این قمرها اختصاص دارند. JUICE (کاوشگر قمر یخی مشتری) به‌عنوان یکی از برنامه‌های علمی آژانس فضایی اروپا انتخاب شد. این فضاپیما به بررسی سه قمر یخی مشتری خواهد پرداخت: اروپا، کالیستو و گانیمه.

JUICE در ژوئن ۲۰۲۲ با راکت آریان ۵ پرتاب خواهد شد. بیش از ۷ سال و نیم طول خواهد کشید تا این فضاپیما وارد مدار مشتری شود. JUICE از جاذبه‌ی زهره و زمین برای افزایش سرعت و رسیدن به بخش خارجی منظومه‌ی شمسی استفاده می‌کند. انتظار می‌رود این فضاپیما در ژانویه‌ی ۲۰۳۰ وارد مدار مشتری شود و مأموریت ۲ سال‌ و نیمه‌ی قمرهای مشتری و همچنین جو و مغناطیس‌کره‌ی مشتری را آغاز کند.

قمرهای گالیله‌ای فرصت خوبی برای اکتشافات انسانی آینده هستند. اروپا به دلیل احتمال وجود حیات و کالیستو به دلیل تشعشعات اندک از اهداف اکتشافی اصلی انسانی هستند. ناسا در سال ۲۰۰۳، برنامه‌ای به نام اکتشافات انسانی در سیاره‌های خارجی (HOPE) پیشنهاد دارد که شامل فرستادن فضانوردها برای کاوش در قمرهای گالیله است و احتمالا در دهه‌ی ۲۰۴۰ این برنامه را عملی کند.