Sao Mộc, hành tinh thứ năm tính từ Mặt Trời, hiện ra như một bức tranh màu nước sống động. Những dải mây sặc sỡ cuộn xoay trong một bầu khí quyển dày đặc, tạo nên một thế giới rộng lớn đến nỗi hơn 1.300 Trái Đất có thể chứa gọn trong lòng nó.
Từ nơi an toàn trên Trái Đất, Sao Mộc dường như yên ả, nhưng thực tế, đây là một thế giới giông bão đầy bất ổn.
Những cơn bão xoáy mạnh mẽ trên bề mặt, bao gồm cả Vết đỏ lớn, được tạo nên bởi các luồng gió dữ dội có tốc độ lên tới 335 dặm mỗi giờ ở xích đạo—mạnh hơn bất kỳ cơn gió nào trên Trái Đất.
Sao Mộc chủ yếu là một quả cầu khí khổng lồ, với những đám mây hình thành từ hơi nước và amoniac trôi nổi trong một bầu khí quyển chứa phần lớn hydro và heli. Chính hóa học độc đáo của những đám mây này có lẽ là nguyên nhân làm nên sắc màu nổi bật của hành tinh, dù nguyên nhân chính xác tạo nên vẻ ngoài đầy mê hoặc đó vẫn còn là một bí ẩn. Ở dưới lớp khí, áp suất và nhiệt độ tăng lên đáng kể, khiến các nguyên tử hydro bị nén lại thành trạng thái lỏng. Áp suất càng tăng, hydro mất electron và trở thành một chất dẫn điện giống như kim loại. Do tốc độ tự quay nhanh, một ngày trên Sao Mộc chỉ kéo dài chưa tới 10 giờ Trái Đất. Vòng quay nhanh này có thể tạo ra các dòng điện, duy trì từ trường khổng lồ của hành tinh—mạnh hơn từ trường của Trái Đất từ 16 đến 54 lần.
Sao Mộc, hành tinh sáng thứ hai trên bầu trời đêm sau Kim Tinh, đã mê hoặc các nhà thiên văn học suốt nhiều thế kỷ. Vào tháng 1 năm 1610, Galileo Galilei lần đầu tiên quan sát được bốn thiên thể nhỏ mà ông cho là các ngôi sao gần Sao Mộc. Thực tế, đó chính là bốn mặt trăng lớn nhất của hành tinh, nay được gọi là các mặt trăng Galileo: Io, Europa, Ganymede và Callisto. Mỗi mặt trăng này đều có những điều thú vị riêng. Ganymede, mặt trăng lớn nhất trong hệ Mặt Trời, cũng là mặt trăng duy nhất được biết đến có từ trường riêng. Io, với các núi lửa hoạt động mạnh, được coi là thiên thể có hoạt động núi lửa mạnh nhất trong hệ Mặt Trời. Trong khi đó, Europa được cho là có một đại dương lớn ẩn sâu dưới bề mặt băng giá, khiến nó trở thành một trong những nơi hàng đầu để tìm kiếm sự sống ngoài Trái Đất.
Kể từ khi Galileo quan sát Sao Mộc lần đầu qua kính viễn vọng, các nhà khoa học đã nghiên cứu hành tinh khí khổng lồ này từ cả mặt đất lẫn không gian. Năm 1979, các tàu vũ trụ Voyager 1 và 2 của NASA đã bay qua Sao Mộc, chụp được hàng chục nghìn bức ảnh. Một trong những phát hiện đáng kinh ngạc của các sứ mệnh này là việc Sao Mộc có các vành bụi mỏng. Khi tàu Juno của NASA bắt đầu quay quanh Sao Mộc vào năm 2016, nó đã gửi về những hình ảnh ngoạn mục, cho thấy hành tinh này là một nơi hoang dã và đầy biến động. Những hình ảnh này mang lại cái nhìn chi tiết đầu tiên về các cực của Sao Mộc, tiết lộ các cơn lốc xoáy trên bề mặt, có lẽ bắt nguồn sâu trong bầu khí quyển.
Dù đã được nghiên cứu kỹ lưỡng, Sao Mộc vẫn còn nhiều bí ẩn. Một câu hỏi dai dẳng là điều gì đã cung cấp năng lượng cho Vết đỏ lớn và số phận tương lai của nó sẽ ra sao. Một bí ẩn khác là cấu tạo của lõi Sao Mộc. Dữ liệu từ Juno cho thấy lõi của hành tinh này lớn hơn mong đợi, bao gồm vật chất rắn ở trạng thái phân hủy một phần. Khu vực này cực kỳ nóng, có thể đạt tới nhiệt độ lên tới 90.032°F—nóng đến mức đủ để làm tan chảy titan.