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1995년에 갈릴레오 우주선에서 발사된 소탐사선은 목성의 최상층 구름 아래 약 150km까지의 대기를 측정했다. 그 결과, 목성의 깊고 조밀한 최상층 대기 속에는 수증기와 헬륨, 수소, 탄소, 황, 네온이 이전에 예측했던 수치보다 낮다는 것이 밝혀졌다. 반대로 다른 기체들, 예를 들어 크립톤이나 제논 같은 기체의 농도는 예상보다 더 높았다.

과학자들은 또한 탐사선이 찾아내지 못한 것에 대해 놀랐다. 높은 밀도로 존재할 것이라 예측한 몇 가지 구름층, 예를 들어 암모니아, 황화수소, 수증기 층을 발견하는 대신 얇고 흐릿한 구름을 발견했다. 그리고 과학자들은 엄청난 양의 번개 방전을 예상했지만, 적어도 900km 이상 떨어진 곳에서 희미한 번개 흔적만 감지되었다. 이는 이 정도의 대기 깊이에서 번개는 지구의 1/10 정도 빈도로 일어난다는 것을 의미했다. 이 놀라운 결과는 단지 목성 대기층의 한 지역을 조사한 소탐사선을 통해 얻은 것이다. 이러한 목성 대기 상태가 목성 대기 전체를 대표하는 것은 아닐 가능성도 있다.

보이저 1호가 촬영한 목성의 대적점 사진으로, 다양한 구름의 색깔을 나타내고 있다.

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