La composición de la atmósfera joviana es similar a la del planeta en su totalidad.1 La atmósfera joviana es la más conocida de todos los gigantes gaseosos ya que fue observada directamente por la sonda Galileo cuando ingresó en la atmósfera joviana el 17 de diciembre de 1995.25 Entre otras fuentes de información acerca de la composición atmosférica de Júpiter se pueden incluir el Observatorio Espacial Infrarrojo (ISO),26 las sondas Galileo y Cassini,27 y observaciones realizadas desde la Tierra.1
Los dos componentes principales de la atmósfera de Júpiter son el hidrógeno molecular (H2) y el helio.1 La abundancia de helio es de 0,157 ± 0,0036 en relación con el hidrógeno molecular, por número de moléculas, y su fracción en masa es de 0,234 ± 0,005, que es levemente inferior al valor primordial en el Sistema Solar.1
La razón de esta cantidad inferior no se comprende por completo, pero,
al ser más denso que el hidrógeno, parte del helio podría estar
condensado dentro del núcleo del planeta.18 La atmósfera contiene varios compuestos sencillos, tales como agua, metano (CH4), ácido sulfhídrico (H2S), amoníaco (NH3) y fosfina (PH3).1
La abundancia de dichas sustancias en la troposfera profunda (debajo de
los 10 bar) implica que la atmósfera de Júpiter están enriquecida en
elementos como carbono, nitrógeno, azufre y, posiblemente, oxígeno en un factor de 2 a 4 en comparación con los valores pertenecientes al Sol.n. 1 1 Gases nobles como argón, kriptón y xenón también parecen estar enriquecidos en relación a las cantidades solares (véase tabla a la derecha), mientras que el neón es mucho más escaso.1 En cuanto a otros compuestos químicos, como por ejemplo la arsina (AsH3) y el germano (GeH4), únicamente se encuentran vestigios.1 La atmósfera superior de Júpiter cuenta con pequeñas cantidades de hidrocarburos simples, tales como el etano, el acetileno y el diacetileno, que se forman a partir de metano afectado por la radición solar ultravioleta y de partículas cargadas provenientes de la magnetosfera del planeta.1 Se cree que la presencia de dióxido de carbono, monóxido de carbono y agua en la parte superior de la atmósfera se debe a cometas que chocaron con el planeta, como es el caso del cometa Shoemaker-Levy 9.
Es imposible que el agua provenga de la troposfera ya que la fría
tropopausa actúa como trampa de calor, impidiendo que el agua se eleve
hacia la estratosfera (véase «Estructura vertical»).1
Las mediciones tomadas desde la Tierra y por sondas espaciales
ampliaron el conocimiento sobre la tasa isotópica en la atmósfera
joviana. Hasta julio de 2003, el valor aceptado de deuterio presente es de 2,25 ± 0,35 × 10−5,1 que probablemente represente el valor primordial en la nebulosa protosolar que dio origen al Sistema Solar.26 La tasa de isótopos de nitrógeno en la atmósfera de Júpiter, 15N a 14N, es de 2,3 × 10−3, un tercio más baja que la presente en la atmósfera terrestre (3,5 × 10−3).1
Este último descubrimiento es particularmente significativo, ya que las
teorías previas acerca de la formación del Sistema Solar consideraban
que el valor de la tasa de isótopos de nitrógeno en la Tierra era la
primordial.26
