Penelitian pra-teleskop

jmpl|Model dalam Almagest yang menggambarkan pergerakan longitudinal Musytari (☉) relatif terhadap Bumi (⊕). Pengamatan terhadap Musytari telah dilakukan oleh astronom-astronom Babilonia dari abad ke-7 atau ke-8 SM.[68] Sejarawan astronomi Cina Xi Zezong telah mengklaim bahwa astronom Cina Gan De telah menemukan satu satelit Musytari pada tahun 362 SM dengan mata telanjang. Jika benar, penemuan ini mendahului Galileo selama dua milenium.[69][70] Dalam karyanya pada abad ke-2 yang berjudul Almagest, astronom Yunani Claudius Ptolemaeus membuat model planet geosentrik berdasarkan deferen dan episiklus untuk menjelaskan pergerakan Musytari relatif terhadap Bumi, dan memberinya periode orbit selama 4332,38 hari atau 11,86 tahun.[71] Pada tahun 499, matematikawan dan astronom India Aryabhata juga menggunakan model geosentrik untuk memperkirakan periode orbit Musytari sebesar 4332,2722 hari atau 11,86 tahun.[72]

Penelitian menggunakan teleskop di permukaan

Pada tahun 1610, Galileo Galilei menemukan empat satelit terbesar Musytari, yaitu Io, Europa, Ganymede, dan Callisto, yang diduga merupakan pengamatan satelit di luar Bumi pertama dengan menggunakan teleskop. Galileo juga menemukan bahwa Bumi tidak dikelilingi oleh planet-planet dan Matahari. Pendapatnya yang mendukung teori heliosentrisme Copernicus membuatnya terancam diinkuisisi oleh gereja.[73]

Selama tahun 1660-an, Cassini menggunakan teleskop baru untuk menemukan bintik-bintik dan pita-pita berwarna di Musytari dan menemukan bahwa planet ini berbentuk pepat. Ia juga dapat memperkirakan periode rotasi planet Musytari.[74] Lebih lagi, pada tahun 1690, Cassini menyadari bahwa atmosfera Musytari mengalami rotasi diferensial.[20]

jmpl|Citra warna semu atmosfera Musytari yang diabadikan oleh Voyager 1, yang menunjukkan Bintik Merah Raksasa dan oval putih yang lewat. Bintik Merah Raksasa, yaitu ketampakan berbentuk oval di belahan selatan Musytari, telah diamati pada tahun 1664 oleh Robert Hooke dan pada tahun 1665 oleh Giovanni Cassini, walaupun hal ini masih diperdebatkan. Heinrich Schwabe sendiri memproduksi gambar yang menunjukkan detail Bintik Merah Raksasa pada tahun 1831.[75]

Bintik Merah Raksasa dilaporkan tidak terlihat lagi beberapa kali antara tahun 1665 hingga 1708 sebelum tampak cukup jelas pada tahun 1878. Ketampakan bintik ini memudar lagi pada tahun 1883 dan pad permulaan abad ke-20.[76]

Baik Giovanni Borelli dan Cassini membuat tabel yang mencatat pegerakan satelit-satelit Musytari, sehingga dapat memprediksi kapan satelit-satelit tersebut akan tampak melewati Musytari. Pada tahun 1670-an, telah diamati bahwa ketika Musytari berada di sisi Matahari yang berlawanan dari Bumi, peristiwa-peristiwa tersebut akan berlangsung 17 menit lebih lama dari yang diperkirakan. Ole Rømer menarik kesimpulan bahwa ketampakan tidak terjadi seketika itu juga (simpulan yang sebelumnya ditolak Cassini),[6] dan rentang waktu ini dapat digunakan untuk memperkirakan kecepatan cahaya.[77]

Pada tahun 1892, E. E. Barnard mengamati satelit kelima Musytari dengan menggunakan refraktor 36-inci (910 mm) di Observatorium Lick, California. Penemuan objek yang relatif kecil ini membuatnya terkenal. Satelit ini kemudian dinamai Amalthea.[78] Satelit ini merupakan satelit planet terakhir yang ditemukan dengan menggunakan pengamatan langsung.[79] Delapan satelit tambahan akan ditemukan sebelum terbang lintas prob Voyager 1 pada tahun 1979.

jmpl|kiri|Citra inframerah Musytari yang diabadikan oleh Very Large Telescope milik ESO. Pada tahun 1932, Rupert Wildt mengidentifikasi pita absorpsi amonia dan metana di spektra Musytari.[80]

Tiga ketampakan antisiklonik yang disebut oval putih diamati pada tahun 1938. Selama beberapa dasawarsa, ketampakan-ketampakan tersebut tetap menjadi ketampakan yang terpisah di atmosfera; kadang-kadang mereka saling mendekati, namun tidak pernah bersatu. Namun, pada tahun 1998, kedua oval bergabung, dan kemudian yang ketiga juga turut bersatu pada tahun 2000, sehingga menjadi Oval BA.[81]

Penelitian radioteleskop

Pada tahun 1955, Bernard Burke dan Kenneth Franklin melacak semburan sinyal radio dari Musytari sebesar 22,2 MHz.[20] Periode semburan-semburan tersebut sesuai dengan rotasi planet, dan mereka juga dapat menggunakan informasi ini untuk menentukan periode rotasi. Semburan radio dari Musytari memiliki dua bentuk: semburan panjang yang berlangsung beberapa detik dan semburan pendek dengan durasi kurang dari seperseratus detik.[82]

Ilmuwan menemukan tiga jenis semburan radio yang dikeluarkan dari Musytari:

• Semburan radio dekametrik (dengan panjang gelombang puluhan meter) yang bervariasi dengan rotasi Musytari dan dipengaruhi oleh interaksi Io dengan medan magnet Musytari.[83]
• Emisi radio desimetrik (dengan panjang gelombang dalam sentimeter) yang pertama kali diamati oleh Frank Drake dan Hein Hvatum pada tahun 1959.[20] Sinyal ini berasal dari sabuk berbentuk torus di sepanjang khatulistiwa Musytari. Sinyal ini disebabkan oleh radiasi siklotron dari elektron yang mengalami percepatan di medan magnet Musytari.[84]
• Radiasi termal yang dihasilkan dari panas di atmosfera.[20]

Penjelajahan prob angkasa

Semenjak tahun 1973, sejumlah prob telah mengunjungi Musytari, seperti prob Pioneer 10 yang merupakan prob pertama yang mendekati Musytari dan mengirimkan informasi mengenai properti dan fenomena planet terbesar di Sistem Suria ini.[85][86] Penerbangan ke planet-planet lain lain dicapai dengan biaya energi yang ditentukan berdasarkan perubahan tingkat percepatan prob atau delta-v. Memasuki orbit transfer Hohmann antara Bumi ke Musytari dari orbit Bumi rendah membutuhkan delta-v sebesar 6,3 km/s[87] yang dapat dibandingkan dengan 9,7 km/s delta-v yang dibutuhkan untuk mencapai orbit Bumi rendah.[88] Untungnya, bantuan gravitasi dapat digunakan untuk mengurangi biaya energi yang dihabiskan untuk mencapai Musytari, walaupun lama penerbangan menjadi lebih panjang.[89]

Misi terbang lintas

jmpl|Voyager 1 mengabadikan foto ini pada 24 Januari 1979 saat masih berada pada jarak lebih dari 25 juta mi (40 juta km).

Dimulai dari tahun 1973, beberapa prob telah melakukan manuver terbang lintas yang memungkinkan pengamatan Musytari secara dekat. Misi-misi Pioneer memperoleh citra-citra dekat atmosfera Musytari dan beberapa satelitnya. Wahana-prob Pioneer menemukan bahwa medan radiasi di sekitar Musytari jauh lebih kuat dari yang diperkirakan, namun prob-prob tersebut mampu bertahan. Jalur prob tersebut digunakan untuk memperkirakan jisim sistem Musytari. Okultasi radio oleh planet ini juga memungkinkan pengukuran diameter Musytari dan kepepatan di kutub.[12][91]

Enam tahun kemudian, misi-misi Voyager menambah pengetahuan manusia akan satelit-satelit Galileo dan menemukan cincin Musytari. Voyager juga memastikan bahwa Bintik Merah Raksasa bersifat antisiklonik. Perbandingan gambar yang diambil oleh Voyager dan Pioneer juga menunjukkan bahwa warna yang direfleksikan bintik ini berubah dari jingga menjadi coklat tua. Torus atom-atom terionisasi ditemukan di sepanjang jalur orbit Io, dan gunung berapi juga ditemukan di permukaan satelit tersebut, dan beberapa sedang meletus. Saat melewati bahagian belakang Musytari, prob ini menemukan petir di atmosfera.[92][12]

Misi berikutnya yang mendekati Musytari, yaitu prob matahari Ulysses, melakukan terbang lintas untuk menjaga orbit kutub di sekeliling matahari. Pada saat itu prob ini meneliti magnetosfer Musytari. Karena Ulysses tidak dilengkapi dengan kamera, tidak ada gambar yang diabadikan. Terbang lintas kedua enam tahun kemudian dilakukan dari jarak yang lebih jauh.[90]

Pada tahun 2000, prob Cassini yang sedang menuju Zuhal melintasi Musytari dan mengirim kembali beberapa citra Musytari yang beresolusi tinggi. Pada 19 Desember 2000, prob ini mengabadikan citra satelit Himalia, namun resolusinya terlalu rendah untuk menunjukkan detail di permukaan.[93]

Wahana New Horizons yang sedang menuju Pluto melintasi Musytari untuk mendapat bantuan gravitasi. Wahana ini mencapai jarak terdekatnya pada 28 Februari 2007.[94] Kamera prob ini mengukur keluaran plasma dari gunung berapi di Io dan mempelajari keempat satelit Galileo secara resmi. Selain itu, prob ini juga melakukan pengamatan jarak jauh terhadap satelit-satelit luar seperti Himalia dan Elara.[95] Pencitraan sistem Musytari dimulai pada 4 September 2006.[96][97]

Misi Galileo

jmpl|kiri|Citra Musytari yang diabadikan oleh prob Cassini.

Sejauh ini satu-satunya prob yang pernah mengorbit Musytari adalah prob pengorbit Galileo yang mulai mengorbit pada 7 Desember 1995. Wahana ini mengorbit planet ini selama tujuh tahun dan juga melakukan terbang lintas di semua satelit Galileo dan Amalthea. Wahana Galileo juga menyaksikan penghempasan komet Shoemaker-Levy 9 di Musytari pada tahun 1994. Walaupun banyak informasi yang diperoleh oleh prob Galileo, kapasitas prob ini sebenarnya dibatasi oleh kegagalan antena transmisi radio high gain.[98]

Sebuah prob atmosferik dilepaskan dari prob Galileo pada Juli 1995 dan memasuki atmosfera Musytari pada tanggal 7 Desember. Wahana ini mengumpulkan data selama 57,6 menit sebelum hancur akibat tekanan saat itu (yang kurang lebih 22 kali tekanan Bumi pada suhu 153 °C).[99] Wahana ini kemudian meleleh dan mungkin menguap. Wahana pengorbit Galileo sendiri juga mengalami nasib yang serupa ketika prob ini dengan sengaja diarahkan ke Musytari pada 21 September 2003 dengan kecepatan lebih dari 50 km/s agar tidak menabrak dan mencemari Europa, satelit yang diduga memiliki kehidupan.[98]

Misi ke depan

Saat ini terdapat misi NASA yang sedang menuju ke Musytari untuk mempelajarinya secara rinci dari orbit kutubnya. Wahana yang dinamai Juno ini diluncurkan pada Agustus 2011 dan akan tiba pada akhir tahun 2016.[100] Misi ke sistem Musytari lainnya adalah misi Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE) oleh European Space Agency yang direncanakan akan diluncurkan pada tahun 2022.[101]

Misi yang dibatalkan

Karena mungkin terdapat samudra cair di bawah permukaan Europa, Ganymede, dan Callisto, satelit-satelit ber-ais ini menjadi target penelitian. Namun, kesulitan pendanaan telah menghambat peluncuran misi. Misi JIMO (Jupiter Icy Moons Orbiter) oleh NASA dibatalkan pada tahun 2005.[102] Usulan misi gabungan NASA/ESA yang disebut EJSM/Laplace dikembangkan dan direncanakan akan diluncurkan sekitar tahun 2020, yang akan terdiri dari Jupiter Europa Orbiter milik NASA dan Jupiter Ganymede Orbiter milik Musytari.[103] Namun, pada April 2011, ESA mengumumkan telah mengakhiri kerjasama ini akibat kesulitan dana NASA dan dampaknya terhadap jadwal misi. ESA malah berencana untuk meneruskan penyelesaian seleksi Cosmic Vision L1.[104]