木星（Jupiter）以古羅馬諸神之王的名字命名，控制著一個如我們的太陽星系般的微型星系，該星系的運動使17世紀初期的伽利略深信地球不是宇宙的中心。400多年後，天文學家將使用通過韋伯太空望遠鏡觀察這一著名的星系，將該天文臺的儀器推向最大功能，並為深遠的科學發現奠定基礎。
由加州大學伯克利分校天文學家英克·德·帕特（Imke de Pater）和巴黎天文臺的蒂埃裡·福切（Thierry Fouchet）領導的由40多名研究人員組成的多元化團隊，設計了一個雄心勃勃的探測計劃，該計劃將進行韋伯太空望遠鏡，簡稱韋伯，對該星系中的一些首次科學觀測，以研究木星，及其星環系統以及其兩個環繞行星：木衛三（Ganymede）和艾奧（Io）。
帕特說：「這將是一個非常具有挑戰性的實驗。」 「木星是如此明亮，韋伯的儀器是如此敏感，以至於觀測明亮的行星及其微弱的星環和衛星，將是對如何充分利用韋伯的創新技術的極好的檢驗。」
木星
除了校準韋伯的木星亮度儀器外，天文學家還必須考慮到行星的自轉，因為木星僅需10小時即可完成一天。必須將幾幅圖像拼接在一起以完全捕獲特定區域（例如著名的大紅色風暴），而物體本身移動時，這項任務就變得更加困難。儘管許多望遠鏡已經研究了木星及其風暴，但韋伯的大鏡和強大的儀器將提供新的見解。圖為NASA的朱諾號太空飛行器在紅外光下捕獲的颶風風暴環繞著木星的北極。
帕特說：「我們知道，大紅色斑點上方的直接大氣比木星的其他地區更冷，但是在中空較高的高度，中層大氣似乎更熱。我們將使用韋伯來研究這種現象。」
韋伯還將檢查極地地區的大氣層，美國宇航局朱諾號太空飛行器在那裡發現了氣旋團。韋伯的光譜數據將比過去的觀測，風，雲顆粒，氣體成分和溫度測量提供更多細節。
韋伯的未來對太陽系大行星的觀測將受益於這些對木星系統的早期觀測的經驗教訓。該小組的任務是開發用於處理韋伯對太陽系行星的觀測的方法，這些方法以後可被其他科學家使用。
星環
太陽系的所有四個氣體巨行星都有環，土星是最突出的。木星環系統由三部分組成：扁平主環；主環內的光環，形狀像雙凸透鏡；和主環外部的蛛絲環。木星的環系統異常微弱，因為構成環的顆粒小而稀疏，以至於它們不會反射太多的光。它們幾乎排在行星的亮度附近，對天文學家構成了挑戰。
加州大學伯克利分校的聯合研究員麥可·王（Michael Wong）說：「我們確實在將韋伯某些儀器的功能推到極限，以獲得一組獨特的新觀測結果。」該團隊將測試觀測策略以處理木星的散射光，並建立模型供其他天文學家使用，包括研究系外行星繞明亮恆星運行的模型。圖為美國宇航局的伽利略號太空飛行器捕獲了木星環系統的圖像，其中包括彌散的外蛛絲環。
該小組還將尋求在環中探索新的發現。帕特指出，動態環系統中可能存在未被發現的「短暫月亮」，並且彗星撞擊可能會在環中產生潛在的漣漪，就像觀察追溯到1994年的Shoemaker-Levy 9彗星的撞擊一樣。
木衛三
冰冷的木衛三的幾個特徵使天文學家著迷。它不僅是太陽系中最大的環繞行星，而且比水星還要大，它是唯一已知具有自己磁場的衛星。該小組將研究木衛三大氣層的最外層，以更好地了解月球與木星磁場中粒子的相互作用。
有證據表明，木衛三可能在其厚厚的冰層下有一個液態鹽水海洋，韋伯將用表面鹽和其他化合物的詳細光譜研究對其進行調查。研究小組研究木衛三表面的經驗，可能對未來其他懷疑有地下海洋的冰冷的太陽系衛星的研究有用，包括土星的衛星土衛二和木星衛星歐羅巴。
艾奧衛星
與木衛三形成鮮明對比的是，該團隊將研究的另一個「月球行星」艾奧，這是太陽系中火山活動最活躍的世界。動感的地表覆蓋著數百座巨大的火山，這些火山會使地球上的火山相形見絀，還有熔巖湖和凝固熔巖的光滑洪泛區。天文學家計劃使用韋伯來了解有關艾奧火山對大氣的影響的更多信息。
這張照片由美國宇航局的卡西尼號（Cassini）太空飛船繞木星的衛星運行。木星和艾歐在這個圖像上看起來似乎相距甚遠，而實際上這個「月球衛星」繞著這顆天然氣巨行星距離為35萬公裡。
帕特說：「我們對艾奧的大氣溫度結構還有很多不清楚的地方，因為我們沒有數據來區分不同高度的溫度。」 「在地球上，我們理所當然地認為，當您爬上一座山時，空氣變得涼爽，艾奧會變得一樣嗎？現在我們還不知道，但是韋伯可以幫助我們找到答案。」
韋伯將對艾奧進行調查的另一個謎團是「隱身火山」的存在，這些氣體散發著氣體羽流，而沒有像美國宇航局的旅行者號和伽利略任務那樣的太空飛行器可以探測到的反光塵埃，因此至今未被發現。韋伯的高空間解析度將能夠隔離以前曾作為一個大熱點出現的單個火山，從而使天文學家能夠收集有關艾奧地質情況的詳細數據。圖為NASA的伽利略號太空船在艾奧火山噴發時抓拍的圖片。
韋伯還將提供有關艾奧熱點溫度的空前數據，並確定它們是否更接近當今地球上的火山活動，或者它們是否具有更高的溫度，類似於形成初期的地球環境。伽利略飛行任務團和地面觀測站先前的觀察表明，氣溫很高。韋伯將對該研究進行跟進，並提供可能解決該問題的新證據。
團隊合作
王解釋說，韋伯的詳細觀測資料不會取代其他觀測站的觀測資料，而是與它們協調。 「韋伯的光譜觀測將僅覆蓋地球的一小部分，因此地面天文臺的全球視野可以顯示出韋伯的詳細數據如何與更大規模的活動相適應，類似於哈勃和雙子座天文臺如何提供背景信息朱諾狹窄的特寫觀察。」
反過來，韋伯對木星風暴和大氣的研究將補充朱諾的數據，包括韋伯無法檢測到的雷電無線電信號。王說：「沒有人能將天文臺或太空飛行器做到這一切，因此，我們很高興能結合來自多個天文臺的數據，告訴我們更多的信息，而不僅僅是從單一來源獲得的信息。」
這項研究是韋伯早期科學計劃（ERS）的一部分。該計劃在天文臺任務的早期為選定的項目提供時間，使研究人員可以快速學習如何最好地利用韋伯的功能，同時還可以獲得可靠的科學知識。
韋伯太空望遠鏡將於2021年發射升空，它將成為世界上最重要的太空科學天文臺。韋伯將揭示我們太陽系中的奧秘、探索超越其他恆星周圍的遙遠世界、並探求我們宇宙和我們所在星球其中的神秘結構和起源。韋伯是一項由美國宇航局、歐洲航天局、和加拿大航天局領導的國際計劃。