木(mu)衛(wei)三（蓋尼(ni)米得(de)，Ganymede，Γανυμ?δη?）是(shi)圍(wei)繞木(mu)星運轉的(de)一(yi)顆衛(wei)星，公轉周期(qi)約為7天。按(an)距離(li)木(mu)星從近到遠(yuan)排序，在木(mu)星的(de)所(suo)有衛(wei)星中排第七，在伽利略衛(wei)星中排第三。它與木(mu)衛(wei)二及(ji)木(mu)衛(wei)一(yi)保持著1:2:4的(de)軌(gui)道共振關(guan)系。
木(mu)(mu)(mu)衛三(san)是(shi)(shi)(shi)(shi)太(tai)陽系(xi)中最(zui)大的(de)(de)(de)(de)(de)衛星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。直(zhi)徑大于水星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，質量約(yue)為水星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)一半，木(mu)(mu)(mu)衛三(san)主要由硅(gui)酸鹽巖(yan)石和冰(bing)體構(gou)成，星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)體分層明顯(xian)，擁有(you)(you)一個富鐵的(de)(de)(de)(de)(de)、流動性的(de)(de)(de)(de)(de)內核。體積大于水星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，是(shi)(shi)(shi)(shi)太(tai)陽系(xi)中已知的(de)(de)(de)(de)(de)唯一擁有(you)(you)磁(ci)圈(quan)的(de)(de)(de)(de)(de)衛星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。木(mu)(mu)(mu)衛三(san)最(zui)先并非伽(jia)利(li)略所(suo)發(fa)現(xian)。在公(gong)(gong)(gong)元(yuan)前(qian)(qian)400年(nian)到公(gong)(gong)(gong)元(yuan)前(qian)(qian)360年(nian)之(zhi)間（最(zui)有(you)(you)可能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)(shi)(shi)在公(gong)(gong)(gong)元(yuan)前(qian)(qian)364年(nian)夏天）依據(ju)《唐(tang)開元(yuan)占經》引錄甘(gan)德論及木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)時(shi)所(suo)說的(de)(de)(de)(de)(de)話：“若有(you)(you)小赤星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)附于其側”，著名天文學(xue)史(shi)家席澤宗(zong)先生指出(chu)：甘(gan)德在公(gong)(gong)(gong)元(yuan)前(qian)(qian)4世(shi)紀中葉就觀(guan)測(ce)到了(le)(le)木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)后的(de)(de)(de)(de)(de)衛星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)木(mu)(mu)(mu)衛二。而對(dui)于木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)衛星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)現(xian)，近(jin)代是(shi)(shi)(shi)(shi)在17世(shi)紀初望(wang)遠(yuan)鏡發(fa)明之(zhi)后，由意大利(li)大科(ke)學(xue)家伽(jia)利(li)略（Galilei）于1610年(nian)用它觀(guan)測(ce)木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)時(shi)才(cai)發(fa)現(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)。甘(gan)德早(zao)伽(jia)利(li)略近(jin)兩千年(nian)，而且在沒有(you)(you)望(wang)遠(yuan)鏡的(de)(de)(de)(de)(de)條件，僅憑肉眼(yan)就發(fa)現(xian)了(le)(le)木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)衛星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，這真是(shi)(shi)(shi)(shi)一個奇跡。而后，天文學(xue)家西門·馬里(li)烏斯以希臘(la)神(shen)話中宙(zhou)斯的(de)(de)(de)(de)(de)愛人伽(jia)倪(ni)墨得斯為之(zhi)命名。旅行(xing)者號(hao)航天器(qi)精確地(di)測(ce)量了(le)(le)該衛星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)大小，伽(jia)利(li)略號(hao)探測(ce)器(qi)則發(fa)現(xian)了(le)(le)它地(di)下海(hai)洋(yang)和磁(ci)場。
2015年3月(yue)12日，美國國家航空航天(tian)局宣(xuan)布，太陽系最大衛星木衛三的冰蓋(gai)下有一片(pian)咸水海洋(yang)，液態(tai)水含量超過地(di)球(qiu)。
在公(gong)元(yuan)前400年到公(gong)元(yuan)前360年之(zhi)間（最有可能的是在公(gong)元(yuan)前364年夏天），中國戰(zhan)國時(shi)期的甘德就已經發(fa)現(xian)了木衛(wei)三，比伽利(li)略早了2000多年。
1610年1月(yue)(yue)11日，伽(jia)(jia)利(li)略·伽(jia)(jia)利(li)萊(lai)觀(guan)測到三(san)顆(ke)靠近木星(xing)(xing)(xing)(xing)的星(xing)(xing)(xing)(xing)體(ti)；第二天(tian)晚上，他注意到這(zhe)(zhe)三(san)顆(ke)星(xing)(xing)(xing)(xing)體(ti)發生了(le)位移(yi)接著他又發現了(le)第四顆(ke)星(xing)(xing)(xing)(xing)體(ti)，即后來的木衛(wei)三(san)。至1610年1月(yue)(yue)15日晚，伽(jia)(jia)利(li)略確定這(zhe)(zhe)些(xie)星(xing)(xing)(xing)(xing)體(ti)是圍繞木星(xing)(xing)(xing)(xing)運行的。他聲稱有權為這(zhe)(zhe)些(xie)衛(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)命名(ming)，并曾考慮過“科斯(si)米安衛(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)”（Cosmian Stars）的名(ming)字，但(dan)最終將之命名(ming)為“美第奇衛(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)”(Medicean Stars)。
法國天(tian)文(wen)(wen)學家(jia)尼古(gu)拉斯(si)·克勞(lao)迪·法布里·德·佩瑞斯(si)特(te)建(jian)(jian)議為(wei)美第奇衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)家(jia)族(zu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)各顆(ke)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)分別(bie)命(ming)(ming)名(ming)，但是其建(jian)(jian)議未被(bei)采(cai)納(na)(na)。原(yuan)本宣(xuan)稱其最初發現伽(jia)(jia)利略(lve)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)西門·馬(ma)(ma)里烏斯(si)曾(ceng)試圖將這幾顆(ke)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)命(ming)(ming)名(ming)為(wei)“朱(zhu)庇(bi)(bi)特(te)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)薩圖爾努斯(si)”（Saturn of Jupiter）、“朱(zhu)庇(bi)(bi)特(te)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)朱(zhu)庇(bi)(bi)特(te)”（Jupiter of Jupiter，即指(zhi)木衛(wei)(wei)(wei)三(san)(san)）、“朱(zhu)庇(bi)(bi)特(te)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)維納(na)(na)斯(si)”（Venus of Jupiter）和“朱(zhu)庇(bi)(bi)特(te)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)墨丘(qiu)利”（Mercury of Jupiter）但也從未被(bei)采(cai)用后來有(you)建(jian)(jian)議以希(xi)臘(la)神話中神的(de)(de)(de)(de)(de)(de)斟(zhen)酒者、宙斯(si)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)愛人(ren)(ren)蓋尼米得(de)為(wei)之(zhi)命(ming)(ming)名(ming)。這種命(ming)(ming)名(ming)法在(zai)相當長的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時期內并沒有(you)被(bei)普(pu)遍接受，直至20世紀中期才(cai)得(de)到普(pu)遍使用在(zai)早期的(de)(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)文(wen)(wen)學文(wen)(wen)獻中，該衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)均以羅馬(ma)(ma)數(shu)字作為(wei)指(zhi)代（該體系(xi)由伽(jia)(jia)利略(lve)提出）即被(bei)稱為(wei)木衛(wei)(wei)(wei)三(san)(san)（Jupiter III ）或“朱(zhu)庇(bi)(bi)特(te)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)第三(san)(san)顆(ke)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)”（third satellite of Jupiter）。后來隨著(zhu)土星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)群的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發現，基于開(kai)(kai)普(pu)勒和馬(ma)(ma)里烏斯(si)建(jian)(jian)議的(de)(de)(de)(de)(de)(de)命(ming)(ming)名(ming)系(xi)統(tong)開(kai)(kai)始(shi)被(bei)用于指(zhi)稱木星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)。木衛(wei)(wei)(wei)三(san)(san)是伽(jia)(jia)利略(lve)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)中唯一(yi)一(yi)顆(ke)以男性人(ren)(ren)物名(ming)字命(ming)(ming)名(ming)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。
軌道參數：
所屬行星：木星
平均半(ban)徑(jing)：1,070,400km（0.007155 AU）
離心(xin)率(lv)：0.003
近拱(gong)點：1,069,200km（0.007147 AU）
遠拱點：1,071,600km（0.007163 AU）
公轉周期：6天（0.012599年）
公轉速度：平均10.880km/s
軌道傾角(jiao)：2.21（黃道夾(jia)角(jiao)）0.20（木星(xing)赤道夾(jia)角(jiao)）
物理性質：
平均半徑(jing)：2,631.2km（地球的(de)0.413倍）
表面積：87.000,000平方千米(mi)（地球的0.12倍）
體積：7.6×101?（地球的0.0705倍））
質量：1.4819×1023（地(di)球的0.025倍）
平(ping)均密(mi)度(du)：4g/cm
表面引力：1.428m/s
逃逸速度：3km/s
自轉周期：7天
轉軸傾角：0-0.33
反照(zhao)率：0.43±0.02
表面溫度：最(zui)高122K 平(ping)均99K 最(zui)低(di)：22k
視(shi)星(xing)等∶5（oppositition）
大氣壓：極小
大氣成份：氧(yang)氣，原子氧(yang)，臭氧(yang)
木(mu)(mu)衛三(san)(san)(san)(san)是(shi)(shi)太陽(yang)系中已知的(de)(de)(de)唯一一顆(ke)擁(yong)有(you)磁圈(quan)的(de)(de)(de)衛星，其(qi)磁圈(quan)可能是(shi)(shi)由富鐵的(de)(de)(de)流動內(nei)核的(de)(de)(de)對流運動所(suo)產(chan)生的(de)(de)(de)。其(qi)中的(de)(de)(de)少量(liang)磁圈(quan)與木(mu)(mu)星的(de)(de)(de)更為(wei)龐大(da)的(de)(de)(de)磁場相(xiang)交(jiao)迭，從而產(chan)生了(le)向外擴散的(de)(de)(de)場線。木(mu)(mu)衛三(san)(san)(san)(san)擁(yong)有(you)一層(ceng)稀薄的(de)(de)(de)含氧(yang)(yang)大(da)氣(qi)層(ceng)其(qi)中含有(you)原(yuan)子(zi)氧(yang)(yang)，氧(yang)(yang)氣(qi)和(he)(he)臭氧(yang)(yang)，同時原(yuan)子(zi)氫也是(shi)(shi)大(da)氣(qi)的(de)(de)(de)構(gou)(gou)成(cheng)(cheng)成(cheng)(cheng)分(fen)之(zhi)一而木(mu)(mu)衛三(san)(san)(san)(san)上是(shi)(shi)否擁(yong)有(you)電離(li)層(ceng)還尚未確定。木(mu)(mu)衛三(san)(san)(san)(san)主要由硅酸鹽巖石和(he)(he)冰(bing)體(ti)構(gou)(gou)成(cheng)(cheng)星體(ti)分(fen)層(ceng)明(ming)顯(xian)，擁(yong)有(you)一個富鐵的(de)(de)(de)、流動性(xing)的(de)(de)(de)內(nei)核。科學(xue)家推測在(zai)木(mu)(mu)衛三(san)(san)(san)(san)表面之(zhi)下200千米(mi)處存(cun)在(zai)一個被夾在(zai)兩層(ceng)冰(bing)體(ti)之(zhi)間的(de)(de)(de)咸水海(hai)洋。木(mu)(mu)衛三(san)(san)(san)(san)表面存(cun)在(zai)兩種主要地(di)(di)(di)形：其(qi)中較暗(an)的(de)(de)(de)地(di)(di)(di)區約占(zhan)星體(ti)總面積的(de)(de)(de)三(san)(san)(san)(san)分(fen)之(zhi)一其(qi)間密布著撞擊坑，地(di)(di)(di)質年齡(ling)估計有(you)40億年之(zhi)久；其(qi)余(yu)地(di)(di)(di)區較為(wei)明(ming)亮縱(zong)橫交(jiao)錯著大(da)量(liang)的(de)(de)(de)槽溝(gou)和(he)(he)山脊，其(qi)地(di)(di)(di)質年齡(ling)較前者稍小。明(ming)亮地(di)(di)(di)區的(de)(de)(de)破碎(sui)地(di)(di)(di)質構(gou)(gou)造(zao)的(de)(de)(de)產(chan)生原(yuan)因至今仍是(shi)(shi)一個謎，有(you)可能是(shi)(shi)潮汐熱所(suo)導致(zhi)的(de)(de)(de)構(gou)(gou)造(zao)活動造(zao)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)。
木(mu)衛三(san)(san)是(shi)太(tai)陽系中已知的唯一(yi)(yi)擁(yong)有磁圈(quan)的衛星。它擁(yong)有一(yi)(yi)層稀薄的含氧(yang)大氣層，其中含有原子氧(yang)，氧(yang)氣和臭氧(yang)。而木(mu)衛三(san)(san)上是(shi)否擁(yong)有電離層還(huan)尚(shang)未確定。
木衛三內(nei)部結構(gou)木衛三的(de)(de)平均密度為1.936g/cm3，表明它是(shi)由近(jin)乎等量的(de)(de)巖石(shi)和水構(gou)成的(de)(de)，后(hou)者主(zhu)要以冰體(ti)形式存在冰體(ti)的(de)(de)質量占衛星總質量的(de)(de)46-50%，
比之(zhi)木衛四稍(shao)低。此(ci)外可(ke)能還存在(zai)(zai)某些(xie)不穩定的(de)(de)冰體(ti)，如氨的(de)(de)冰體(ti)。木衛三巖石(shi)的(de)(de)確切構成還不為(wei)人知，但是很可(ke)能接(jie)近于L型(xing)或LL型(xing)普(pu)通(tong)球粒隕(yun)石(shi)，這兩(liang)類(lei)隕(yun)石(shi)較(jiao)(jiao)之(zhi)H球粒隕(yun)石(shi)，所(suo)含(han)的(de)(de)全鐵(tie)和金屬鐵(tie)較(jiao)(jiao)少，而(er)鐵(tie)氧(yang)化物較(jiao)(jiao)多在(zai)(zai)木衛三上，以(yi)質(zhi)量計，鐵(tie)和硅的(de)(de)豐度比為(wei)1.05-1.27，而(er)在(zai)(zai)太陽中，則為(wei)1.8。
木衛三(san)表(biao)面(mian)的(de)反(fan)照率(lv)約(yue)為0.43。冰(bing)(bing)體(ti)水(shui)(shui)廣泛存在于其表(biao)面(mian)，比(bi)重(zhong)達(da)到50-90%，高出(chu)整體(ti)比(bi)重(zhong)許(xu)多(duo)(duo)。利(li)用近紅(hong)外(wai)(wai)光(guang)譜學，科學家(jia)們在1.04、1.25、1.5、2.0和3.0微(wei)米波(bo)長段(duan)發(fa)現(xian)了(le)(le)強烈的(de)冰(bing)(bing)體(ti)水(shui)(shui)的(de)吸附帶。明亮(liang)地(di)帶的(de)槽溝構造(zao)可(ke)能含(han)有(you)(you)較多(duo)(duo)的(de)冰(bing)(bing)體(ti)，故顯得較為明亮(liang)。除了(le)(le)水(shui)(shui)外(wai)(wai)，對伽(jia)利(li)略號和地(di)基觀測站拍(pai)攝的(de)高分(fen)(fen)辨率(lv)近紅(hong)外(wai)(wai)光(guang)譜和紫外(wai)(wai)線(xian)光(guang)譜結果的(de)分(fen)(fen)析也顯示了(le)(le)其他物(wu)質(zhi)的(de)存在，包括二氧(yang)化碳、二氧(yang)化硫，也可(ke)能還(huan)包括氰、硫酸氫鹽和多(duo)(duo)種有(you)(you)機化合物(wu)。此外(wai)(wai)伽(jia)利(li)略號還(huan)在木衛三(san)表(biao)面(mian)發(fa)現(xian)了(le)(le)硫酸鎂、硫酸鈉(na)等物(wu)質(zhi)這些鹽類物(wu)質(zhi)可(ke)能來自于地(di)表(biao)之下的(de)海洋
木(mu)(mu)衛三的(de)(de)(de)(de)表面是不對(dui)稱的(de)(de)(de)(de)：其同(tong)軌(gui)道(dao)方向的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)面要亮于逆(ni)軌(gui)道(dao)方向的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)面。這種狀況類似于木(mu)(mu)衛二(er)(er)，而和木(mu)(mu)衛四(si)(si)的(de)(de)(de)(de)狀況正好(hao)相反。此外(wai)，木(mu)(mu)衛三同(tong)軌(gui)道(dao)方向一(yi)(yi)面似乎富(fu)含二(er)(er)氧(yang)(yang)化硫。而二(er)(er)氧(yang)(yang)化碳在兩(liang)個(ge)半球的(de)(de)(de)(de)分布(bu)則(ze)相對(dui)均勻盡(jin)(jin)管在極地地區并(bing)未(wei)觀測到它(ta)的(de)(de)(de)(de)存在。木(mu)(mu)衛三上的(de)(de)(de)(de)撞擊坑（除了一(yi)(yi)個(ge)之外(wai)）并(bing)不富(fu)含二(er)(er)氧(yang)(yang)化碳，這點也與木(mu)(mu)衛四(si)(si)不同(tong)。木(mu)(mu)衛三的(de)(de)(de)(de)二(er)(er)氧(yang)(yang)化碳可能在過(guo)去的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)段(duan)時期已經被消耗(hao)殆盡(jin)(jin)了。
木(mu)(mu)衛(wei)三的(de)(de)(de)(de)地層(ceng)結構(gou)已(yi)經充分(fen)分(fen)化，它含有(you)一個由(you)(you)硫化亞(ya)鐵(tie)和鐵(tie)構(gou)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)內(nei)核、由(you)(you)硅(gui)酸鹽構(gou)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)內(nei)層(ceng)地涵和由(you)(you)冰體構(gou)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)外層(ceng)地涵。這種結構(gou)得到了由(you)(you)伽利略號(hao)在數(shu)(shu)次飛掠中所(suo)測定的(de)(de)(de)(de)木(mu)(mu)衛(wei)三本身較低(di)的(de)(de)(de)(de)無量(liang)(liang)綱轉動慣量(liang)(liang)——數(shu)(shu)值為0.3105± 0.0028——的(de)(de)(de)(de)支(zhi)持事實上(shang)木(mu)(mu)衛(wei)三是(shi)太陽系中轉動慣量(liang)(liang)最小的(de)(de)(de)(de)固態天體。伽利略號(hao)探測到的(de)(de)(de)(de)木(mu)(mu)衛(wei)三本身固有(you)的(de)(de)(de)(de)磁場則與(yu)其富鐵(tie)的(de)(de)(de)(de)、流動的(de)(de)(de)(de)內(nei)核有(you)關。擁有(you)高電導率的(de)(de)(de)(de)液態鐵(tie)的(de)(de)(de)(de)對流是(shi)產(chan)生磁場的(de)(de)(de)(de)最合理模式。
木衛三內(nei)(nei)部不同層次的(de)厚度(du)取(qu)決于硅(gui)酸鹽的(de)構(gou)成成分(fen)（其中(zhong)部分(fen)為(wei)橄欖石(shi)和輝石(shi)）以及內(nei)(nei)核中(zhong)硫(liu)元素的(de)數(shu)量。最可能(neng)(neng)的(de)情(qing)況(kuang)是其內(nei)(nei)核半徑(jing)達(da)到(dao)700-900千米，外層冰(bing)質(zhi)地(di)涵厚度(du)達(da)800-1000千米，其余部分(fen)則為(wei)硅(gui)酸鹽質(zhi)地(di)涵。內(nei)(nei)核的(de)密度(du)達(da)到(dao)了5.5–6g/cm3，硅(gui)酸鹽質(zhi)地(di)涵的(de)密度(du)為(wei)3.4–3.6g/cm3。與地(di)球內(nei)(nei)核結構(gou)類(lei)似(si)，某些(xie)產生(sheng)磁(ci)場的(de)模型(xing)要求在(zai)鐵(tie)-硫(liu)化亞(ya)鐵(tie)液態內(nei)(nei)核之中(zhong)還存在(zai)著(zhu)一(yi)個純鐵(tie)構(gou)成的(de)固態內(nei)(nei)核。若(ruo)是這種類(lei)型(xing)的(de)內(nei)(nei)核，則其半徑(jing)最大(da)可能(neng)(neng)為(wei)500千米。木衛三內(nei)(nei)核的(de)溫度(du)可能(neng)(neng)高達(da)1500-1700K，壓力高達(da)100千巴（100億帕）。
木(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)據探測(ce)含有(you)(you)太陽系最多的(de)(de)液態水。哈勃望遠鏡(jing)通過(guo)分析木(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)的(de)(de)極光光譜(pu)，估算出其海洋(yang)深(shen)達400千(qian)米。還有(you)(you)科學(xue)家(jia)懷(huai)疑，這(zhe)可(ke)能(neng)只是(shi)木(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)海洋(yang)的(de)(de)一(yi)小部分，木(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)可(ke)能(neng)擁有(you)(you)三(san)(san)個海洋(yang)，三(san)(san)個海洋(yang)層(ceng)層(ceng)疊加，每層(ceng)都有(you)(you)400千(qian)米的(de)(de)深(shen)度，并由(you)高壓(ya)冰層(ceng)分隔開，最下面的(de)(de)一(yi)層(ceng)海洋(yang)可(ke)能(neng)直接接觸(chu)到木(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)的(de)(de)巖石內(nei)核。所以木(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)的(de)(de)海洋(yang)深(shen)度可(ke)能(neng)超過(guo)1000公里，蘊(yun)含著超過(guo)150億立方(fang)千(qian)米的(de)(de)巨大水體，含水量是(shi)地球水量的(de)(de)30倍(bei)以上。
木衛三的(de)(de)(de)(de)表面主要存在(zai)兩(liang)種(zhong)類型的(de)(de)(de)(de)地形(xing)：一(yi)種(zhong)是非(fei)常(chang)古老的(de)(de)(de)(de)、密(mi)布撞擊坑的(de)(de)(de)(de)暗區(qu)，另一(yi)種(zhong)是較之(zhi)(zhi)前者稍微年(nian)(nian)輕（但是地質年(nian)(nian)齡依舊十分古老）、遍(bian)布大量槽溝和(he)山(shan)脊的(de)(de)(de)(de)明區(qu)。暗區(qu)的(de)(de)(de)(de)面積約占球體總(zong)面積的(de)(de)(de)(de)三分之(zhi)(zhi)一(yi)，其間(jian)含(han)有粘土和(he)有機物質，這可(ke)能是由撞擊木衛三的(de)(de)(de)(de)隕(yun)石帶來的(de)(de)(de)(de)。
而(er)產生槽溝(gou)地(di)(di)形(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)加(jia)熱(re)(re)(re)(re)機制則(ze)仍(reng)然是(shi)行星(xing)科學中(zhong)的(de)(de)一(yi)大難題。現(xian)今的(de)(de)觀點(dian)認為(wei)槽溝(gou)地(di)(di)形(xing)(xing)(xing)(xing)從本(ben)質(zhi)上(shang)說主要(yao)是(shi)由構造(zao)活動形(xing)(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)；而(er)如(ru)(ru)果冰(bing)火山(shan)在其中(zhong)起了(le)作(zuo)用的(de)(de)話那也只是(shi)次要(yao)的(de)(de)作(zuo)用。為(wei)了(le)引(yin)起這(zhe)(zhe)種構造(zao)活動，木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)的(de)(de)巖(yan)(yan)石圈必須被(bei)施加(jia)足夠強大的(de)(de)壓力(li)(li)(li)，而(er)造(zao)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)這(zhe)(zhe)種壓力(li)(li)(li)的(de)(de)力(li)(li)(li)量(liang)可能(neng)(neng)(neng)與過去(qu)曾經發(fa)生的(de)(de)潮汐(xi)(xi)熱(re)(re)(re)(re)作(zuo)用有(you)(you)關(guan)——這(zhe)(zhe)種作(zuo)用可能(neng)(neng)(neng)在木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)處于不穩定的(de)(de)軌道共(gong)振狀(zhuang)態時發(fa)生引(yin)力(li)(li)(li)潮汐(xi)(xi)對(dui)冰(bing)體(ti)(ti)的(de)(de)撓(nao)曲作(zuo)用會加(jia)熱(re)(re)(re)(re)星(xing)體(ti)(ti)內部，給巖(yan)(yan)石圈施加(jia)壓力(li)(li)(li)，并進(jin)一(yi)步導(dao)致(zhi)裂縫、地(di)(di)壘(lei)和(he)地(di)(di)塹的(de)(de)形(xing)(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)，這(zhe)(zhe)些地(di)(di)形(xing)(xing)(xing)(xing)取(qu)代了(le)占(zhan)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)表(biao)面積70%的(de)(de)古老暗區。槽溝(gou)地(di)(di)形(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)形(xing)(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)可能(neng)(neng)(neng)還與早期內核(he)(he)的(de)(de)形(xing)(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)過程及其后星(xing)體(ti)(ti)內部的(de)(de)潮汐(xi)(xi)熱(re)(re)(re)(re)作(zuo)用有(you)(you)關(guan)，它們引(yin)起的(de)(de)冰(bing)體(ti)(ti)的(de)(de)相變(bian)(bian)(bian)和(he)熱(re)(re)(re)(re)脹(zhang)冷縮(suo)作(zuo)用可能(neng)(neng)(neng)導(dao)致(zhi)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)發(fa)生了(le)微度(du)膨脹(zhang)，幅度(du)為(wei)1-6%。隨著星(xing)體(ti)(ti)的(de)(de)進(jin)一(yi)步發(fa)育(yu)，熱(re)(re)(re)(re)水(shui)噴(pen)流被(bei)從內核(he)(he)擠壓至星(xing)體(ti)(ti)表(biao)面，導(dao)致(zhi)巖(yan)(yan)石圈的(de)(de)構造(zao)變(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)(xing)。星(xing)體(ti)(ti)內部的(de)(de)放射性(xing)衰(shuai)變(bian)(bian)(bian)產生的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)(neng)(neng)是(shi)最可能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)源，木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)地(di)(di)下(xia)海(hai)洋的(de)(de)形(xing)(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)可能(neng)(neng)(neng)就有(you)(you)賴于它。通過研究模型人們發(fa)現(xian)，如(ru)(ru)果過去(qu)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)的(de)(de)軌道離心率值較現(xian)今高(gao)很多（事實上(shang)也可能(neng)(neng)(neng)如(ru)(ru)此(ci)），那么潮汐(xi)(xi)熱(re)(re)(re)(re)能(neng)(neng)(neng)就可能(neng)(neng)(neng)取(qu)放射性(xing)衰(shuai)變(bian)(bian)(bian)熱(re)(re)(re)(re)源而(er)代之，成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)為(wei)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)最主要(yao)的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)源。
在(zai)兩(liang)種(zhong)地形(xing)(xing)中(zhong)均可(ke)見(jian)到(dao)，但是(shi)(shi)在(zai)暗(an)區中(zhong)分(fen)布的(de)(de)(de)(de)(de)(de)更為(wei)密集：這一(yi)區域(yu)遭遇過(guo)大(da)規模的(de)(de)(de)(de)(de)(de)隕石轟擊(ji)，因而(er)撞(zhuang)(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)(keng)(keng)(keng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)布呈(cheng)飽和(he)狀態(tai)。較(jiao)為(wei)明(ming)亮的(de)(de)(de)(de)(de)(de)槽(cao)(cao)溝地形(xing)(xing)區分(fen)布的(de)(de)(de)(de)(de)(de)撞(zhuang)(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)(keng)(keng)(keng)則(ze)(ze)較(jiao)少，在(zai)這里由于構造變(bian)形(xing)(xing)而(er)發育起(qi)來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)地形(xing)(xing)成為(wei)了主要地質特征。撞(zhuang)(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)(keng)(keng)(keng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)密度(du)表明(ming)暗(an)區的(de)(de)(de)(de)(de)(de)地質年(nian)(nian)(nian)齡達(da)到(dao)了40億年(nian)(nian)(nian)，接近(jin)于月球上(shang)(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高地地形(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)地質年(nian)(nian)(nian)齡；而(er)槽(cao)(cao)溝地形(xing)(xing)則(ze)(ze)稍微年(nian)(nian)(nian)輕(qing)一(yi)些（但是(shi)(shi)無法(fa)確(que)定其確(que)切年(nian)(nian)(nian)齡）。和(he)月球類(lei)似，在(zai)35-40億年(nian)(nian)(nian)之前，木(mu)衛(wei)三(san)(san)經(jing)歷過(guo)一(yi)個隕石猛烈轟擊(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)期如果這種(zhong)情(qing)(qing)況屬實，那么(me)這個時(shi)期在(zai)太陽系內(nei)曾經(jing)發生了大(da)規模的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轟擊(ji)事(shi)件，而(er)這個時(shi)期之后轟擊(ji)率又大(da)為(wei)降(jiang)低在(zai)亮區中(zhong)，既有(you)撞(zhuang)(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)(keng)(keng)(keng)覆蓋于槽(cao)(cao)溝之上(shang)(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)(qing)況，也(ye)有(you)槽(cao)(cao)溝切割撞(zhuang)(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)(keng)(keng)(keng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)(qing)況，這說明(ming)其中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)部(bu)分(fen)槽(cao)(cao)溝地質年(nian)(nian)(nian)齡也(ye)十分(fen)古(gu)老。木(mu)衛(wei)三(san)(san)上(shang)(shang)(shang)(shang)也(ye)存在(zai)相對(dui)年(nian)(nian)(nian)輕(qing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)撞(zhuang)(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)(keng)(keng)(keng)，其向外發散的(de)(de)(de)(de)(de)(de)輻射線還清晰可(ke)見(jian)。木(mu)衛(wei)三(san)(san)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)撞(zhuang)(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)(keng)(keng)(keng)深度(du)不及月球和(he)水星上(shang)(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，這可(ke)能(neng)是(shi)(shi)由于木(mu)衛(wei)三(san)(san)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)冰(bing)質地層(ceng)質地薄(bo)弱(ruo)，會發生位(wei)移，從而(er)能(neng)夠(gou)轉移一(yi)部(bu)分(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)撞(zhuang)(zhuang)(zhuang)擊(ji)力量許(xu)多(duo)地質年(nian)(nian)(nian)代久遠的(de)(de)(de)(de)(de)(de)撞(zhuang)(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)(keng)(keng)(keng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)坑(keng)(keng)(keng)(keng)(keng)體結構已(yi)經(jing)消失不見(jian)，只留下一(yi)種(zhong)被稱為(wei)變(bian)余結構（英語：palimpsest）的(de)(de)(de)(de)(de)(de)殘跡
木(mu)衛三的(de)顯著特(te)(te)征包括(kuo)一個(ge)被(bei)稱為(wei)伽利(li)略(lve)區(qu)的(de)較暗平原，這(zhe)個(ge)區(qu)域內(nei)的(de)槽溝呈同心環(huan)分(fen)布，可(ke)能是(shi)在一個(ge)地(di)質活動時(shi)期內(nei)形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)。另外一個(ge)顯著特(te)(te)征則是(shi)木(mu)衛三的(de)兩個(ge)極(ji)冠(guan)，其構成(cheng)(cheng)成(cheng)(cheng)分(fen)可(ke)能是(shi)霜體。這(zhe)層霜體延伸至緯度為(wei)40°的(de)地(di)區(qu)。旅行(xing)者(zhe)號首次發現了木(mu)衛三的(de)極(ji)冠(guan)。目(mu)前有兩種解釋極(ji)冠(guan)形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)理論，一種認為(wei)是(shi)高緯度的(de)冰(bing)體擴散所致(zhi)，另一種認為(wei)是(shi)外空間(jian)的(de)等離(li)子態(tai)冰(bing)體轟擊所產生的(de)。伽利(li)略(lve)號的(de)觀測(ce)結果更傾(qing)向于后(hou)一種理論。
1972年(nian)(nian)，一支在印度尼西亞的(de)(de)波斯查天(tian)文臺工(gong)作的(de)(de)印度、英國和美國天(tian)文學家聯合(he)團隊(dui)宣稱他們在一次(ci)掩(yan)星現象(xiang)中探測到(dao)了(le)木(mu)衛三(san)的(de)(de)大氣(qi)，當(dang)時木(mu)星正從一顆恒星之前通過。他們估(gu)計其(qi)大氣(qi)壓約(yue)為1微巴（0.1帕）。1979年(nian)(nian)旅行(xing)者(zhe)1號(hao)(hao)在飛掠過木(mu)星之時，借助當(dang)時的(de)(de)一次(ci)掩(yan)星現象(xiang)進(jin)行(xing)了(le)類似(si)的(de)(de)觀(guan)(guan)測，但(dan)是得到(dao)了(le)不同的(de)(de)結果。旅行(xing)者(zhe)1號(hao)(hao)的(de)(de)掩(yan)星觀(guan)(guan)測法使用短于(yu)200納米波長(chang)的(de)(de)遠(yuan)紫外線(xian)光譜進(jin)行(xing)觀(guan)(guan)測，這比之1972年(nian)(nian)的(de)(de)可見光譜觀(guan)(guan)測法，在測定氣(qi)體存(cun)在與否方面要精確得多。旅行(xing)者(zhe)1號(hao)(hao)的(de)(de)觀(guan)(guan)測數(shu)據表明木(mu)衛三(san)上(shang)并(bing)不存(cun)在大氣(qi)，其(qi)表面的(de)(de)微粒數(shu)量密度最(zui)高只有1.5 × 10?cm3，對應的(de)(de)壓力小于(yu)2.5 × 10?微巴。后一個(ge)(ge)數(shu)據較之1972年(nian)(nian)的(de)(de)數(shu)據要小了(le)5個(ge)(ge)數(shu)量級(ji)，說明早(zao)期的(de)(de)估(gu)計太過于(yu)樂觀(guan)(guan)了(le)，
木(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)表面(mian)的(de)(de)(de)假色(se)溫度(du)(du)圖不過(guo)(guo)1995年哈(ha)(ha)勃(bo)空間(jian)望(wang)(wang)遠(yuan)鏡發(fa)現(xian)了木(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)上存在(zai)(zai)稀(xi)薄的(de)(de)(de)、以氧為(wei)(wei)主要成(cheng)分的(de)(de)(de)大(da)(da)(da)氣(qi)，這(zhe)點類似于木(mu)(mu)衛(wei)(wei)二的(de)(de)(de)大(da)(da)(da)氣(qi)。哈(ha)(ha)勃(bo)望(wang)(wang)遠(yuan)鏡在(zai)(zai)130.4納(na)(na)米到(dao)135.6納(na)(na)米段的(de)(de)(de)遠(yuan)紫外線光(guang)譜區(qu)探(tan)測到(dao)了原(yuan)子(zi)氧的(de)(de)(de)大(da)(da)(da)氣(qi)光(guang)。這(zhe)種大(da)(da)(da)氣(qi)光(guang)是分子(zi)氧遭受電子(zi)轟擊(ji)而離解時(shi)(shi)所(suo)發(fa)出的(de)(de)(de)，這(zhe)表明木(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)上存在(zai)(zai)著以O?分子(zi)為(wei)(wei)主的(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)性大(da)(da)(da)氣(qi)。其(qi)(qi)(qi)表面(mian)微(wei)(wei)粒數(shu)量(liang)密度(du)(du)在(zai)(zai) 1.2-7 × 10?cm3范圍之(zhi)間(jian)，相應(ying)的(de)(de)(de)表面(mian)壓力(li)為(wei)(wei)0.2-1.2 × 10?微(wei)(wei)巴。這(zhe)些數(shu)值在(zai)(zai)旅行者號(hao)1981年探(tan)測的(de)(de)(de)數(shu)值上限之(zhi)內。這(zhe)種微(wei)(wei)量(liang)級的(de)(de)(de)氧氣(qi)濃度(du)(du)不足以維持生命存在(zai)(zai)；其(qi)(qi)(qi)來源(yuan)可能是木(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)表面(mian)的(de)(de)(de)冰體(ti)在(zai)(zai)輻射作用下分解為(wei)(wei)氫氣(qi)和氧氣(qi)的(de)(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)，其(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)氫氣(qi)由于其(qi)(qi)(qi)原(yuan)子(zi)量(liang)較低，很快就逃逸出木(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)了。木(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)上觀(guan)測到(dao)的(de)(de)(de)大(da)(da)(da)氣(qi)光(guang)并不像(xiang)木(mu)(mu)衛(wei)(wei)二上的(de)(de)(de)同(tong)類現(xian)象一(yi)(yi)般(ban)在(zai)(zai)空間(jian)分布上呈現(xian)均一(yi)(yi)性。哈(ha)(ha)勃(bo)望(wang)(wang)遠(yuan)鏡在(zai)(zai)木(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)的(de)(de)(de)南北半球發(fa)現(xian)了數(shu)個亮(liang)點，其(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)兩(liang)個都處(chu)(chu)于緯度(du)(du)50°地(di)區(qu)——即木(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)磁(ci)圈的(de)(de)(de)擴(kuo)散場線和聚集場線的(de)(de)(de)交界處(chu)(chu)。同(tong)時(shi)(shi)也有人(ren)認為(wei)(wei)亮(liang)點可能是等離子(zi)體(ti)在(zai)(zai)下落過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)(zhong)切(qie)割擴(kuo)散場線所(suo)形成(cheng)的(de)(de)(de)極(ji)光(guang)。
中(zhong)性大氣層的(de)(de)存在(zai)(zai)著木(mu)(mu)衛三(san)上(shang)也應該存在(zai)(zai)電(dian)離(li)層，因為(wei)氧(yang)分子(zi)是(shi)在(zai)(zai)遭受來自磁圈(quan)和太陽遠紫(zi)外輻射的(de)(de)高能電(dian)子(zi)轟擊之后而電(dian)離(li)的(de)(de)。但是(shi)和大氣層一樣，木(mu)(mu)衛三(san)電(dian)離(li)層的(de)(de)性質(zhi)也引發(fa)了爭議。伽利(li)略號的(de)(de)部分觀(guan)測發(fa)現在(zai)(zai)木(mu)(mu)衛三(san)表(biao)(biao)面的(de)(de)電(dian)子(zi)密(mi)度較高，表(biao)(biao)明其存在(zai)(zai)電(dian)離(li)層，但是(shi)其他觀(guan)測則毫(hao)無(wu)所獲(huo)。通(tong)過(guo)各種(zhong)觀(guan)測所測定(ding)(ding)的(de)(de)木(mu)(mu)衛三(san)表(biao)(biao)面的(de)(de)電(dian)子(zi)密(mi)度處(chu)于400-2,500 cm3范圍之間。及至2008年，木(mu)(mu)衛三(san)電(dian)離(li)層的(de)(de)各項參數(shu)仍未被精確確定(ding)(ding)。
證明(ming)木(mu)衛(wei)三含氧(yang)(yang)大氣存在(zai)的(de)(de)(de)另一(yi)種方法是(shi)(shi)對(dui)藏(zang)于(yu)木(mu)衛(wei)三表(biao)(biao)(biao)層冰(bing)體(ti)(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)氣體(ti)(ti)進(jin)行測量。1996年，科學家(jia)們公布(bu)了針對(dui)臭氧(yang)(yang)的(de)(de)(de)測量結果。1997年，光(guang)譜(pu)分(fen)析揭(jie)示了分(fen)子(zi)(zi)(zi)氧(yang)(yang)的(de)(de)(de)二(er)(er)聚體(ti)(ti)（或(huo)雙原子(zi)(zi)(zi)分(fen)子(zi)(zi)(zi)）吸(xi)收(shou)(shou)功(gong)能，即當氧(yang)(yang)分(fen)子(zi)(zi)(zi)處于(yu)濃相狀態時，就會出現這種吸(xi)收(shou)(shou)功(gong)能，而如果分(fen)子(zi)(zi)(zi)氧(yang)(yang)藏(zang)于(yu)冰(bing)體(ti)(ti)之中(zhong)，則(ze)吸(xi)收(shou)(shou)功(gong)能最佳。二(er)(er)聚體(ti)(ti)的(de)(de)(de)吸(xi)收(shou)(shou)光(guang)譜(pu)位置更多的(de)(de)(de)取決于(yu)緯度和(he)經度，而非表(biao)(biao)(biao)面的(de)(de)(de)反照率——隨著緯度的(de)(de)(de)提(ti)高，吸(xi)收(shou)(shou)光(guang)譜(pu)的(de)(de)(de)位置就會上(shang)移。而相反的(de)(de)(de)，隨著緯度的(de)(de)(de)提(ti)高臭氧(yang)(yang)的(de)(de)(de)吸(xi)收(shou)(shou)光(guang)譜(pu)則(ze)會下(xia)移。實驗室的(de)(de)(de)模擬試驗表(biao)(biao)(biao)明(ming)，在(zai)木(mu)衛(wei)三上(shang)表(biao)(biao)(biao)面溫度高于(yu)100K的(de)(de)(de)地區，O?并(bing)不會聚合在(zai)一(yi)起(qi)，而是(shi)(shi)擴散至冰(bing)體(ti)(ti)中(zhong)。
當在(zai)(zai)(zai)木(mu)衛(wei)(wei)二上發現了鈉元素之后，科學家們便開始在(zai)(zai)(zai)木(mu)衛(wei)(wei)三的(de)(de)(de)大氣中尋找這種物(wu)質(zhi)，但是到(dao)了1997年都一無所獲。據(ju)估計，鈉在(zai)(zai)(zai)木(mu)衛(wei)(wei)三上的(de)(de)(de)豐度比木(mu)衛(wei)(wei)二小13倍，這可能(neng)是因為其(qi)表面(mian)(mian)原(yuan)本就(jiu)缺乏該物(wu)質(zhi)或(huo)磁圈將這類高能(neng)原(yuan)子(zi)擋開了。木(mu)衛(wei)(wei)三大氣層中存在(zai)(zai)(zai)的(de)(de)(de)另(ling)一種微量(liang)成分是原(yuan)子(zi)氫，在(zai)(zai)(zai)距該衛(wei)(wei)星表面(mian)(mian)3000千米的(de)(de)(de)太空即已能(neng)觀(guan)測到(dao)氫原(yuan)子(zi)的(de)(de)(de)存在(zai)(zai)(zai)。其(qi)在(zai)(zai)(zai)星體表面(mian)(mian)的(de)(de)(de)數量(liang)密度約為1.5 × 10?cm3。
1995年至2000年間(jian)，伽利(li)略號共6次近距離飛掠過木衛(wei)三，發現該衛(wei)星(xing)有一個獨立(li)于木星(xing)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)之外的(de)(de)、長期存在(zai)的(de)(de)、其(qi)(qi)(qi)本身所固有的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)矩(ju)(ju)，其(qi)(qi)(qi)大小估計為(wei)(wei)1.3 × 1013T·m3，比水星(xing)的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)矩(ju)(ju)大三倍。其(qi)(qi)(qi)磁(ci)(ci)(ci)偶極子與木衛(wei)三自轉軸的(de)(de)交(jiao)角為(wei)(wei)176°，這意味著(zhu)其(qi)(qi)(qi)磁(ci)(ci)(ci)極正對著(zhu)木星(xing)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)。磁(ci)(ci)(ci)層的(de)(de)北磁(ci)(ci)(ci)極位于軌道平面之下(xia)。由這個長期磁(ci)(ci)(ci)矩(ju)(ju)創造(zao)的(de)(de)偶極磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)在(zai)木衛(wei)三赤道地(di)(di)區的(de)(de)強度為(wei)(wei)719±2納特(te)斯(si)拉，超過了(le)此處的(de)(de)木星(xing)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)強度——后者為(wei)(wei)120納特(te)斯(si)拉。木衛(wei)三赤道地(di)(di)區的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)正對著(zhu)木星(xing)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)，這使(shi)其(qi)(qi)(qi)場(chang)(chang)(chang)線有可能重新聚合。而其(qi)(qi)(qi)南北極地(di)(di)區的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)強度則(ze)是赤道地(di)(di)區的(de)(de)兩倍為(wei)(wei)1440納特(te)斯(si)拉，
長期存在(zai)的(de)(de)(de)磁矩在(zai)木(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)四(si)周劃出一個(ge)空間，形(xing)成了一個(ge)嵌入(ru)木(mu)(mu)星(xing)(xing)磁場的(de)(de)(de)小(xiao)型磁層(ceng)。木(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)是太陽(yang)系中已(yi)知的(de)(de)(de)唯一一顆擁有磁層(ceng)的(de)(de)(de)衛(wei)星(xing)(xing)。其(qi)磁層(ceng)直徑達4-5RG (RG=2,631.2千米)。在(zai)木(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)上緯度(du)低(di)于30°的(de)(de)(de)地(di)(di)區(qu)(qu)，其(qi)磁層(ceng)的(de)(de)(de)場線是閉合(he)(he)的(de)(de)(de)，在(zai)這(zhe)個(ge)區(qu)(qu)域，帶電(dian)粒子(zi)(zi)（如電(dian)子(zi)(zi)和(he)離子(zi)(zi)）均(jun)被捕獲(huo)，進而(er)形(xing)成輻射帶。磁層(ceng)中所含的(de)(de)(de)主要離子(zi)(zi)為單個(ge)的(de)(de)(de)離子(zi)(zi)化(hua)的(de)(de)(de)氧原子(zi)(zi)——O+——這(zhe)點與木(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)含氧大氣(qi)層(ceng)的(de)(de)(de)特征相吻合(he)(he)。而(er)在(zai)緯度(du)高(gao)于30°的(de)(de)(de)極(ji)冠地(di)(di)區(qu)(qu)場線則(ze)(ze)向外擴散，連接著木(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)和(he)木(mu)(mu)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)電(dian)離層(ceng)。在(zai)這(zhe)些地(di)(di)區(qu)(qu)已(yi)經發現了高(gao)能（高(gao)達數十甚(shen)至(zhi)數百千伏）的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)和(he)離子(zi)(zi)，可能由(you)此而(er)形(xing)成了木(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)極(ji)地(di)(di)地(di)(di)區(qu)(qu)的(de)(de)(de)極(ji)光現象(xiang)。另外，在(zai)極(ji)地(di)(di)地(di)(di)區(qu)(qu)不斷下落的(de)(de)(de)重(zhong)離子(zi)(zi)則(ze)(ze)發生了濺射運(yun)動最終使木(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)表面的(de)(de)(de)冰體(ti)變暗。
木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)(san)磁(ci)(ci)層(ceng)和木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)相互影響與(yu)太(tai)陽風(feng)和地(di)球磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)相互作用(yong)在(zai)很多方(fang)(fang)面十分(fen)類似(si)。如繞木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)旋轉(zhuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)等離子體對(dui)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)(san)逆軌(gui)道方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)磁(ci)(ci)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)轟擊(ji)就非常(chang)像太(tai)陽風(feng)對(dui)地(di)球磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)轟擊(ji)。主(zhu)要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不同之(zhi)(zhi)處是(shi)等離子體流的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)速(su)度——在(zai)地(di)球上為(wei)超(chao)音(yin)速(su)，而在(zai)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)(san)上為(wei)亞音(yin)速(su)。由于(yu)其(qi)等離子體流速(su)度為(wei)亞音(yin)速(su)，所以在(zai)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)(san)逆軌(gui)道方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)一(yi)面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)并未(wei)形成(cheng)弓形激波。除(chu)了(le)其(qi)本(ben)(ben)身固(gu)有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)層(ceng)外(wai)，木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)(san)還(huan)擁(yong)有(you)一(yi)個感應(ying)產(chan)生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)偶極(ji)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)，其(qi)存在(zai)與(yu)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)(san)附近(jin)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)強(qiang)(qiang)(qiang)度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變化有(you)關。該感應(ying)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)隨(sui)著木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)(san)本(ben)(ben)身固(gu)有(you)磁(ci)(ci)層(ceng)方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變化，交替呈放射狀(zhuang)面向(xiang)(xiang)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)或背向(xiang)(xiang)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)該磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)(qiang)度較之(zhi)(zhi)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)(san)本(ben)(ben)身之(zhi)(zhi)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)弱了(le)一(yi)個數量級——前(qian)者磁(ci)(ci)赤(chi)道地(di)區的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)場(chang)(chang)(chang)(chang)強(qiang)(qiang)(qiang)為(wei)60納(na)特斯拉，只及(ji)(ji)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)此(ci)處場(chang)(chang)(chang)(chang)強(qiang)(qiang)(qiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)半(ban)。木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)(san)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)感應(ying)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)和木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)四的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)以及(ji)(ji)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)二的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)感應(ying)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)十分(fen)相似(si)，這表(biao)明(ming)該衛(wei)(wei)星(xing)(xing)可(ke)能(neng)也擁(yong)有(you)一(yi)個高電導率的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)地(di)下海洋。由于(yu)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)(san)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)部結(jie)構已經是(shi)徹底的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)化型，且擁(yong)有(you)一(yi)顆金屬內(nei)(nei)核，所以其(qi)本(ben)(ben)身固(gu)有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)生方(fang)(fang)式可(ke)能(neng)與(yu)地(di)球磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)生方(fang)(fang)式類似(si)：即是(shi)內(nei)(nei)核物質運(yun)動的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)果。如果磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)是(shi)基于(yu)發電機原(yuan)理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)物那么(me)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)(san)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)層(ceng)就可(ke)能(neng)是(shi)由其(qi)內(nei)(nei)核的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)分(fen)對(dui)流運(yun)動所造(zao)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。
盡(jin)管已知木衛三(san)擁(yong)有(you)一(yi)(yi)個(ge)鐵質內核，但是(shi)其(qi)磁(ci)(ci)(ci)(ci)層(ceng)仍然(ran)顯(xian)得很神秘，特別是(shi)為(wei)(wei)(wei)(wei)何(he)其(qi)他與(yu)之(zhi)大(da)小相同的(de)(de)衛星(xing)都(dou)不擁(yong)有(you)磁(ci)(ci)(ci)(ci)層(ceng)。一(yi)(yi)些研究認為(wei)(wei)(wei)(wei)在(zai)木衛三(san)這種(zhong)相對較小的(de)(de)體積下，其(qi)內核應該(gai)(gai)早已被(bei)充(chong)分冷卻以致內核的(de)(de)流(liu)動和(he)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場的(de)(de)產生(sheng)都(dou)無以為(wei)(wei)(wei)(wei)繼(ji)。一(yi)(yi)種(zhong)解(jie)釋聲(sheng)稱能(neng)(neng)夠(gou)引起(qi)星(xing)體表面(mian)構造變形的(de)(de)軌道共(gong)振也能(neng)(neng)夠(gou)起(qi)到維持磁(ci)(ci)(ci)(ci)層(ceng)的(de)(de)作(zuo)用：即木衛三(san)的(de)(de)軌道離心(xin)率和(he)潮(chao)汐熱(re)作(zuo)用由于某些軌道共(gong)振作(zuo)用而出現增益(yi)，同時其(qi)地(di)(di)幔(man)也起(qi)到了絕緣內核，阻止其(qi)冷卻的(de)(de)作(zuo)用另一(yi)(yi)種(zhong)解(jie)釋認為(wei)(wei)(wei)(wei)是(shi)地(di)(di)幔(man)中的(de)(de)硅酸鹽巖石中殘留的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)性造成了這種(zhong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)層(ceng)。如果該(gai)(gai)衛星(xing)在(zai)過(guo)去(qu)曾經擁(yong)有(you)基于發電機原(yuan)理產生(sheng)的(de)(de)強大(da)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場，那么該(gai)(gai)理論(lun)就很有(you)可能(neng)(neng)行(xing)得通。
木(mu)(mu)衛三(san)可能由(you)木(mu)(mu)星次(ci)星云——即在木(mu)(mu)星形成之(zhi)后環繞于其四周的(de)(de)、由(you)氣體和(he)塵(chen)埃組成的(de)(de)圓(yuan)盤——的(de)(de)吸(xi)積作(zuo)用(yong)所產(chan)生木(mu)(mu)衛三(san)的(de)(de)吸(xi)積過程持續了大(da)約1萬(wan)年，相較暗的(de)(de)尼克爾(er)森區和(he)較亮(liang)的(de)(de)哈帕吉亞(ya)槽溝之(zhi)間可謂涇渭分明。
較(jiao)于(yu)木(mu)衛(wei)四的(de)(de)(de)10萬(wan)年短得(de)多。當伽(jia)利略(lve)衛(wei)星(xing)(xing)(xing)開(kai)始形(xing)成之際，木(mu)星(xing)(xing)(xing)次(ci)星(xing)(xing)(xing)云中(zhong)(zhong)所含(han)的(de)(de)(de)氣體(ti)成分已經相對較(jiao)少(shao)；這導(dao)致了(le)木(mu)衛(wei)四較(jiao)長的(de)(de)(de)吸(xi)積(ji)時(shi)間(jian)。相反(fan)，由(you)于(yu)木(mu)衛(wei)三(san)是(shi)緊接(jie)木(mu)星(xing)(xing)(xing)之后形(xing)成的(de)(de)(de)，這時(shi)的(de)(de)(de)次(ci)星(xing)(xing)(xing)云還(huan)比較(jiao)濃密，所以其吸(xi)積(ji)作(zuo)用所耗時(shi)間(jian)較(jiao)短。相對較(jiao)短的(de)(de)(de)形(xing)成時(shi)間(jian)使(shi)得(de)吸(xi)積(ji)過程中(zhong)(zhong)產生的(de)(de)(de)熱量(liang)較(jiao)少(shao)逃(tao)逸(yi)，這些未逃(tao)逸(yi)的(de)(de)(de)熱量(liang)導(dao)致了(le)冰體(ti)的(de)(de)(de)融(rong)化和木(mu)衛(wei)三(san)內部結構的(de)(de)(de)分化：即巖石(shi)和冰體(ti)相互分開(kai)，巖石(shi)沉入星(xing)(xing)(xing)體(ti)中(zhong)(zhong)心形(xing)成內核。在這方面，木(mu)衛(wei)三(san)與木(mu)衛(wei)四不同，后者由(you)于(yu)其較(jiao)長的(de)(de)(de)形(xing)成時(shi)間(jian)而導(dao)致吸(xi)積(ji)熱逃(tao)逸(yi)殆(dai)盡(jin)，從而無法在初期融(rong)化冰體(ti)以及分化內部結構。這一假說揭示了(le)為何質量(liang)和構成物質如(ru)此(ci)接(jie)近的(de)(de)(de)兩顆衛(wei)星(xing)(xing)(xing)看起來(lai)卻(que)如(ru)此(ci)得(de)不同。
在其(qi)形成之后，木(mu)衛(wei)三的(de)(de)(de)內(nei)(nei)核(he)還(huan)保(bao)存(cun)了大(da)部(bu)分(fen)(fen)(fen)(fen)在吸積過程(cheng)和(he)(he)分(fen)(fen)(fen)(fen)化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)中(zhong)(zhong)形成的(de)(de)(de)熱(re)量(liang)(liang)，它只(zhi)(zhi)是緩慢(man)的(de)(de)(de)將少量(liang)(liang)熱(re)量(liang)(liang)釋放至冰質地幔層中(zhong)(zhong)，就如同(tong)(tong)熱(re)電(dian)池的(de)(de)(de)運作(zuo)(zuo)一(yi)(yi)般。接著(zhu)，地幔又通(tong)過對流(liu)作(zuo)(zuo)用將熱(re)量(liang)(liang)傳導至星(xing)體表面。不久巖石(shi)中(zhong)(zhong)蘊含(han)的(de)(de)(de)放射性元素開(kai)始衰變，產生的(de)(de)(de)熱(re)量(liang)(liang)進(jin)一(yi)(yi)步(bu)加熱(re)了內(nei)(nei)核(he)，從而加劇了其(qi)內(nei)(nei)部(bu)結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)化(hua)(hua)(hua)，最(zui)終形成了一(yi)(yi)個(ge)鐵(tie)-硫化(hua)(hua)(hua)亞(ya)鐵(tie)內(nei)(nei)核(he)和(he)(he)一(yi)(yi)個(ge)硅(gui)酸鹽地幔。至此，木(mu)衛(wei)三內(nei)(nei)部(bu)結(jie)(jie)構(gou)徹底分(fen)(fen)(fen)(fen)化(hua)(hua)(hua)。與之相(xiang)比較(jiao)，未經內(nei)(nei)部(bu)結(jie)(jie)構(gou)分(fen)(fen)(fen)(fen)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)木(mu)衛(wei)四(si)所產生的(de)(de)(de)放射性熱(re)能(neng)只(zhi)(zhi)能(neng)導致其(qi)冰質內(nei)(nei)部(bu)的(de)(de)(de)對流(liu)，這種對流(liu)有效地冷(leng)卻了星(xing)體，并(bing)(bing)阻止(zhi)了大(da)規模的(de)(de)(de)冰體融(rong)化(hua)(hua)(hua)和(he)(he)內(nei)(nei)部(bu)結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)(de)快速分(fen)(fen)(fen)(fen)化(hua)(hua)(hua)，同(tong)(tong)時其(qi)最(zui)多(duo)只(zhi)(zhi)能(neng)引起(qi)冰體與巖石(shi)的(de)(de)(de)部(bu)分(fen)(fen)(fen)(fen)分(fen)(fen)(fen)(fen)化(hua)(hua)(hua)。現今，木(mu)衛(wei)三的(de)(de)(de)冷(leng)卻過程(cheng)仍(reng)十(shi)分(fen)(fen)(fen)(fen)緩慢(man)。從起(qi)內(nei)(nei)核(he)和(he)(he)硅(gui)酸鹽地幔所釋放出的(de)(de)(de)熱(re)量(liang)(liang)使得(de)木(mu)衛(wei)三上的(de)(de)(de)地下海(hai)洋得(de)以存(cun)在，同(tong)(tong)時只(zhi)(zhi)是緩慢(man)冷(leng)卻的(de)(de)(de)流(liu)動(dong)的(de)(de)(de)鐵(tie)-硫化(hua)(hua)(hua)亞(ya)鐵(tie)內(nei)(nei)核(he)仍(reng)在推動(dong)星(xing)體內(nei)(nei)的(de)(de)(de)熱(re)對流(liu)，并(bing)(bing)維持著(zhu)磁圈的(de)(de)(de)存(cun)在。木(mu)衛(wei)三的(de)(de)(de)對外(wai)熱(re)通(tong)量(liang)(liang)很(hen)可能(neng)高于(yu)木(mu)衛(wei)四(si)。
木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)的(de)軌(gui)(gui)道(dao)距離(li)木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)107萬400千(qian)米(mi)，是伽(jia)利(li)略衛(wei)星(xing)中距離(li)木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)第三(san)(san)近的(de)，其(qi)公轉周(zhou)期(qi)為7天(tian)3小時。和(he)大部分已知(zhi)的(de)木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)衛(wei)星(xing)一樣，木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)也(ye)為木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)所鎖(suo)定(ding)，永遠(yuan)都以同一面面向木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)，木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)一、木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)二和(he)木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)三(san)(san)者之間的(de)拉(la)普拉(la)斯共(gong)振狀態。它的(de)軌(gui)(gui)道(dao)離(li)心率很(hen)小，軌(gui)(gui)道(dao)傾角也(ye)很(hen)小，接近于木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)赤(chi)道(dao)，同時在數百(bai)年的(de)周(zhou)期(qi)里，軌(gui)(gui)道(dao)的(de)離(li)心率和(he)傾角還會以周(zhou)期(qi)函數的(de)形式受到太陽(yang)和(he)木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)引力(li)攝動(dong)的(de)影響。變(bian)(bian)化范(fan)圍分別為0.0009-0.0022和(he)0.05-0.32°這種軌(gui)(gui)道(dao)的(de)變(bian)(bian)化使得其(qi)轉軸(zhou)傾角在0-0.33°之間變(bian)(bian)化。
木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三和木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)二、木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)一(yi)保持著軌道(dao)共振關(guan)系：即(ji)(ji)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三每公(gong)轉(zhuan)一(yi)周(zhou)(zhou)，木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)二即(ji)(ji)公(gong)轉(zhuan)兩周(zhou)(zhou)、木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)一(yi)公(gong)轉(zhuan)四周(zhou)(zhou)當(dang)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)二位于近拱(gong)(gong)點(dian)、木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)一(yi)位于遠拱(gong)(gong)點(dian)時(shi)(shi)，兩者之間會出現上合現象；而當(dang)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)二位于近拱(gong)(gong)點(dian)時(shi)(shi)，它和木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三
之間(jian)也會出現(xian)(xian)(xian)上合(he)現(xian)(xian)(xian)象。木(mu)衛一(yi)和木(mu)衛二，木(mu)衛三的(de)上合(he)位置(zhi)會以相同速(su)率移動，遂三者之間(jian)有可(ke)能出現(xian)(xian)(xian)三星合(he)現(xian)(xian)(xian)象。這(zhe)種復(fu)雜的(de)軌道(dao)共振被稱為拉(la)普(pu)拉(la)斯共振。現(xian)(xian)(xian)今的(de)拉(la)普(pu)拉(la)斯共振并無法將木(mu)衛三的(de)軌道(dao)離(li)心率提升到(dao)一(yi)個(ge)更高的(de)值。
0.0013的(de)(de)離(li)心率(lv)(lv)(lv)值可能(neng)是(shi)早期殘(can)留下來的(de)(de)——當時軌(gui)道(dao)離(li)心率(lv)(lv)(lv)的(de)(de)提升(sheng)是(shi)有可能(neng)的(de)(de)。但(dan)是(shi)木衛(wei)三(san)的(de)(de)軌(gui)道(dao)離(li)心率(lv)(lv)(lv)仍然讓人困惑：如(ru)果在現(xian)階段(duan)其(qi)(qi)離(li)心率(lv)(lv)(lv)值無(wu)法提升(sheng)，則必(bi)然得(de)表明在其(qi)(qi)內(nei)部的(de)(de)潮汐耗(hao)散作用下，它(ta)的(de)(de)離(li)心率(lv)(lv)(lv)值正(zheng)在逐漸(jian)損耗(hao)。這意味著(zhu)離(li)心率(lv)(lv)(lv)值的(de)(de)最后一次損耗(hao)就發生在數億年之前。由于現(xian)今木衛(wei)三(san)軌(gui)道(dao)的(de)(de)離(li)心率(lv)(lv)(lv)相對較(jiao)低——平均只有0.0015，所以現(xian)今木衛(wei)三(san)的(de)(de)潮汐熱也應該相應的(de)(de)十分微弱。但(dan)是(shi)在過去，木衛(wei)三(san)可能(neng)已經經歷過了(le)一種(zhong)或多種(zhong)類拉普拉斯共(gong)振，從而(er)使得(de)其(qi)(qi)軌(gui)道(dao)離(li)心率(lv)(lv)(lv)能(neng)達到0.01-0.02的(de)(de)高值。
這(zhe)可能在木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三內部(bu)(bu)引起了顯著(zhu)的(de)(de)(de)(de)潮汐熱效(xiao)應；而這(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)多(duo)階段的(de)(de)(de)(de)內部(bu)(bu)加熱最(zui)終造成(cheng)(cheng)了現今(jin)木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三表面(mian)的(de)(de)(de)(de)槽溝(gou)地形人(ren)們(men)還無法確切知(zhi)曉木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)一、木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)二(er)和(he)木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)拉普拉斯共(gong)振是如(ru)何形成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)。現今(jin)存在兩種(zhong)(zhong)(zhong)假說：一種(zhong)(zhong)(zhong)認(ren)為這(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)狀態在太陽系形成(cheng)(cheng)之(zhi)初即已存在；另一種(zhong)(zhong)(zhong)認(ren)為這(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)狀態是在太陽系形成(cheng)(cheng)之(zhi)后(hou)才發(fa)展(zhan)出(chu)來的(de)(de)(de)(de)。一種(zhong)(zhong)(zhong)可能的(de)(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng)過(guo)程(cheng)如(ru)下(xia)：首(shou)先(xian)是由(you)于木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)的(de)(de)(de)(de)潮汐效(xiao)應，致(zhi)使(shi)木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)一的(de)(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)向(xiang)外推移(yi)，直(zhi)至某(mou)一點與(yu)木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)二(er)發(fa)生2:1的(de)(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)共(gong)振；之(zhi)后(hou)其(qi)軌(gui)道(dao)繼續向(xiang)外推移(yi)，同時將部(bu)(bu)分的(de)(de)(de)(de)旋轉(zhuan)(zhuan)力(li)矩轉(zhuan)(zhuan)移(yi)給木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)二(er)，從而也引起了后(hou)者的(de)(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)向(xiang)外推移(yi)；這(zhe)個過(guo)程(cheng)持續進行直(zhi)到(dao)木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)二(er)到(dao)達某(mou)一點與(yu)木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三形成(cheng)(cheng)2:1的(de)(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)共(gong)振。最(zui)終三者之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)兩對(dui)上合現象的(de)(de)(de)(de)位(wei)置移(yi)動速率保持一致(zhi)形成(cheng)(cheng)拉普拉斯共(gong)振。
第一批(pi)是先驅(qu)者(zhe)10號(hao)(hao)和先驅(qu)者(zhe)11號(hao)(hao)，兩(liang)者(zhe)傳回的(de)關于木(mu)衛三(san)的(de)信息較少。之(zhi)后(hou)(hou)旅行(xing)者(zhe)1號(hao)(hao)和旅行(xing)者(zhe)2號(hao)(hao)于1979年飛掠過木(mu)衛三(san)。它們(men)精確測(ce)定了(le)它的(de)大(da)小，最終證明它的(de)體積要大(da)于土衛六，后(hou)(hou)者(zhe)曾被認(ren)為大(da)于前(qian)者(zhe)。此外，這兩(liang)艘飛船還(huan)發現了(le)木(mu)衛三(san)上的(de)槽(cao)溝地(di)形(xing)。
1995年(nian)(nian)，伽利(li)略號(hao)進(jin)入環(huan)木(mu)(mu)(mu)(mu)星軌道。在1996年(nian)(nian)至2000年(nian)(nian)間(jian)，它(ta)共6次近距離(li)(li)飛(fei)掠過(guo)(guo)木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)。這6次飛(fei)掠被命名為G1，G2，G7，G8，G28，G29。在最接近的一(yi)次飛(fei)掠——G2——中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，伽利(li)略號(hao)距離(li)(li)木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)表面僅264千米。在1996年(nian)(nian)的G1飛(fei)掠中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，它(ta)發(fa)現了(le)木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)的磁場。后來又發(fa)現了(le)木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)的地下海(hai)洋，并(bing)于2001年(nian)(nian)對(dui)外(wai)公布。伽利(li)略號(hao)傳回了(le)大量的光譜圖(tu)像，并(bing)在木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)表面發(fa)現了(le)數種非冰化合物(wu)。前(qian)往近距離(li)(li)探(tan)測(ce)木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)的探(tan)測(ce)器是新視野號(hao)，它(ta)于2007年(nian)(nian)在前(qian)往冥王星的途中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)飛(fei)掠過(guo)(guo)了(le)木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)，并(bing)在加速過(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)拍(pai)攝了(le)木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)的地形(xing)圖(tu)和構成圖(tu)。
2009年2月，美(mei)國(guo)航(hang)空(kong)(kong)航(hang)天局(ju)和歐洲空(kong)(kong)間局(ju)確認(ren)該計劃(hua)將(jiang)優先(xian)于(yu)(yu)“土衛六-土星(xing)計劃(hua)”得以(yi)實(shi)施(shi)。木(mu)(mu)衛二-木(mu)(mu)星(xing)計劃(hua)”包(bao)括美(mei)國(guo)航(hang)空(kong)(kong)航(hang)天局(ju)主(zhu)持的(de)(de)(de)“木(mu)(mu)星(xing)-木(mu)(mu)衛二軌道(dao)飛行器”和歐洲空(kong)(kong)間局(ju)主(zhu)持的(de)(de)(de)“木(mu)(mu)星(xing)-木(mu)(mu)衛三(san)軌道(dao)飛行器”，可能還包(bao)括日本(ben)宇(yu)宙航(hang)空(kong)(kong)研究開(kai)發機構主(zhu)持的(de)(de)(de)“木(mu)(mu)星(xing)磁場探測(ce)器”。 已被取(qu)消(xiao)的(de)(de)(de)環木(mu)(mu)衛三(san)軌道(dao)探測(ce)計劃(hua)是木(mu)(mu)星(xing)冰月軌道(dao)器。原(yuan)計劃(hua)使用核裂變反應堆作為其動(dong)力來(lai)源，這將(jiang)使其能夠對木(mu)(mu)衛三(san)進(jin)行詳細勘查。但是由于(yu)(yu)預算裁剪，該計劃(hua)于(yu)(yu)2005年被取(qu)消(xiao)。另外還有一個被取(qu)消(xiao)的(de)(de)(de)計劃(hua)被稱為“宏偉(wei)的(de)(de)(de)木(mu)(mu)衛三(san)”（The Grandeur of Ganymede）。
2015年(nian)03月12日(ri)，美國國家航空航天局(NASA)宣布，美國宇航局哈勃(bo)太空望遠(yuan)鏡近日(ri)觀(guan)測(ce)到(dao)木衛三磁場產(chan)生(sheng)的極光現象，并測(ce)量(liang)出木衛三冰(bing)層下方(fang)存在具有一定鹽(yan)度的咸水海(hai)洋(yang)。
根據測算，這片地下(xia)(xia)海洋(yang)深度約(yue)為10萬米，相當(dang)于(yu)地球(qiu)上最深海洋(yang)的10倍多(duo)。它存在(zai)于(yu)150千(qian)米厚、主要由(you)冰層組(zu)成的地表下(xia)(xia)。
木(mu)星(xing)最(zui)大的(de)(de)衛(wei)星(xing)----木(mu)衛(wei)三(san)也是它(ta)擁(yong)有(you)(you)的(de)(de)唯一(yi)(yi)一(yi)(yi)顆有(you)(you)強磁(ci)場的(de)(de)衛(wei)星(xing)。科學(xue)家利用哈勃太空望(wang)遠(yuan)鏡獲(huo)得的(de)(de)數(shu)千(qian)張圖片(pian)，發現在(zai)(zai)木(mu)星(xing)極區看(kan)到的(de)(de)非常壯觀的(de)(de)極光(guang)，是在(zai)(zai)木(mu)衛(wei)三(san)的(de)(de)磁(ci)氣圈產生的(de)(de)引力影(ying)響下形成(cheng)的(de)(de)，
木(mu)(mu)(mu)衛(wei)三和非常活躍的(de)(de)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)一在(zai)圍繞木(mu)(mu)(mu)星(xing)運行時，會(hui)(hui)與這顆行星(xing)的(de)(de)等(deng)離子體(ti)相(xiang)互作用(yong)，在(zai)木(mu)(mu)(mu)星(xing)極(ji)區產(chan)(chan)生明亮的(de)(de)斑點這些亮斑被稱(cheng)作“極(ji)光足印(auroral footprints)”。然而，直到現在(zai)也(ye)沒有(you)人知道木(mu)(mu)(mu)衛(wei)三的(de)(de)足跡到底有(you)多大以及為什(shen)么木(mu)(mu)(mu)衛(wei)三會(hui)(hui)導致木(mu)(mu)(mu)星(xing)極(ji)區產(chan)(chan)生美麗(li)壯(zhuang)觀的(de)(de)極(ji)光。
研究(jiu)人員通(tong)過分析哈勃太(tai)空望遠鏡拍攝的(de)(de)(de)圖片，測量(liang)出木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三腳印的(de)(de)(de)確切大(da)小他們(men)認為這(zhe)(zhe)些(xie)(xie)斑點的(de)(de)(de)面積太(tai)大(da)根(gen)本不是衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)在(zai)這(zhe)(zhe)顆行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)上的(de)(de)(de)投(tou)影，而且它(ta)的(de)(de)(de)直徑跟(gen)木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三的(de)(de)(de)保護性(xing)磁場的(de)(de)(de)直徑非常(chang)相(xiang)符(fu)。科學家(jia)還測量(liang)了木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)一極光足印的(de)(de)(de)大(da)小及(ji)形(xing)狀這(zhe)(zhe)是由(you)木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)一上活躍的(de)(de)(de)火山噴發(fa)出來的(de)(de)(de)帶電粒子造成的(de)(de)(de)比利時(shi)列日大(da)學(University of Liege)的(de)(de)(de)天體(ti)物(wu)理學家(jia)丹尼斯·格倫(lun)頓(dun)特(te)(Denis Grodent)說：“這(zhe)(zhe)些(xie)(xie)極光結構中的(de)(de)(de)每(mei)一個(ge)都在(zai)告訴(su)我們(men)一個(ge)正在(zai)進行(xing)中的(de)(de)(de)故事(shi)——在(zai)遙遠的(de)(de)(de)木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)上正進行(xing)著(zhu)大(da)規模能量(liang)傳輸。通(tong)過分析這(zhe)(zhe)些(xie)(xie)極光的(de)(de)(de)確切位(wei)置(zhi)，以及(ji)木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)一和木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三圍繞(rao)木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)運行(xing)時(shi)，它(ta)們(men)的(de)(de)(de)形(xing)狀及(ji)亮(liang)度發(fa)生的(de)(de)(de)改變，我們(men)已經(jing)制作(zuo)出迄今為止(zhi)最為詳細(xi)的(de)(de)(de)模擬(ni)圖模仿(fang)木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)與這(zhe)(zhe)些(xie)(xie)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)之(zhi)間的(de)(de)(de)電磁作(zuo)用(yong)。”格倫(lun)頓(dun)特(te)在(zai)德國舉(ju)行(xing)的(de)(de)(de)歐洲(zhou)行(xing)星(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)科學大(da)會上詳細(xi)介紹了這(zhe)(zhe)項研究(jiu)結果(guo)，
格倫(lun)頓特和他的(de)科研(yan)組除了(le)(le)把木(mu)衛三的(de)極光(guang)足印與(yu)它的(de)磁場結合在(zai)一(yi)起外還意外在(zai)這顆衛星極光(guang)的(de)亮度(du)方面發(fa)(fa)現周期(qi)性變化，這些(xie)變化發(fa)(fa)生在(zai)三個不同(tong)時刻。研(yan)究人員認為，每次變化都反映了(le)(le)木(mu)星的(de)等離子體與(yu)木(mu)衛三的(de)磁場之間(jian)發(fa)(fa)生了(le)(le)相(xiang)互(hu)作用，但(dan)是至今(jin)他們也不清(qing)楚是什么引起這種相(xiang)互(hu)作用的(de)。
研究(jiu)負責人、約翰-霍普金(jin)斯(si)大學應(ying)用物理實驗室的韋斯(si)-帕特森表示：“通過(guo)繪制木衛(wei)三表面圖(tu)，我(wo)們(men)可更準確地解(jie)答這顆真正獨一無二衛(wei)星(xing)的形(xing)成和演變等科學問(wen)題(ti)。”
這張地圖(tu)由美國(guo)(guo)地質調查(cha)局公布，從技術上(shang)闡述了木衛三(san)表面各(ge)(ge)種各(ge)(ge)樣的(de)地質特(te)(te)征(zheng)，是第一張完整的(de)冰(bing)冷的(de)外行星(xing)衛星(xing)地圖(tu)。帕特(te)(te)森、柯林斯和(he)同事們用美國(guo)(guo)宇航局旅行者(zhe)和(he)伽利略太空探測器捕(bu)捉到的(de)圖(tu)像制作出這張地圖(tu)。
從1610年1月木衛三被(bei)發現以(yi)(yi)來，它(ta)(ta)就成為(wei)反復(fu)(fu)觀(guan)測的(de)(de)(de)(de)焦(jiao)點。科學家用地(di)球望遠鏡第一(yi)次觀(guan)測木衛三，然后(hou)用飛(fei)(fei)近探測和(he)環繞木星飛(fei)(fei)行的(de)(de)(de)(de)航天器進行觀(guan)測。這些研究發現了一(yi)個(ge)(ge)復(fu)(fu)雜(za)的(de)(de)(de)(de)冰冷(leng)世界。它(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)表面以(yi)(yi)兩個(ge)(ge)主要地(di)形類型間的(de)(de)(de)(de)鮮明對(dui)比為(wei)特(te)(te)征(zheng)。這兩種(zhong)地(di)形是又黑(hei)又冷(leng)的(de)(de)(de)(de)多隕石坑地(di)區和(he)更亮更年輕(但依(yi)然十分古老)的(de)(de)(de)(de)地(di)區，后(hou)者以(yi)(yi)大量溝(gou)槽和(he)山(shan)脊為(wei)特(te)(te)征(zheng)。
木衛(wei)(wei)(wei)三直徑3280英里(約合5262公里)，比行(xing)星水星和矮行(xing)星冥王星都大(da)。它還是已知(zhi)太陽系(xi)中(zhong)唯一一顆擁有自己磁層的(de)衛(wei)(wei)(wei)星。這(zhe)張地(di)圖詳(xiang)細闡述了木衛(wei)(wei)(wei)三形(xing)成和在(zai)太陽系(xi)大(da)部分(fen)歷史中(zhong)演變的(de)地(di)質特征。這(zhe)些地(di)質特征記錄下木衛(wei)(wei)(wei)三內部演變、木衛(wei)(wei)(wei)三動力(li)學(xue)和其他(ta)伽利略衛(wei)(wei)(wei)星間相互作用以及撞擊木衛(wei)(wei)(wei)三表面(mian)小天(tian)體(ti)演變的(de)證(zheng)據。
這張新地圖是研究人員比較其他(ta)冰(bing)冷(leng)(leng)衛(wei)(wei)星地質特征的(de)重要工具，因(yin)為在其他(ta)冰(bing)冷(leng)(leng)衛(wei)(wei)星上發現的(de)任(ren)何特征類(lei)型(xing)都和木(mu)衛(wei)(wei)三某個地方(fang)的(de)特征相似。木(mu)衛(wei)(wei)三表(biao)面(mian)是地球所有陸(lu)地面(mian)積的(de)一半以上。這顆(ke)衛(wei)(wei)星為科學家提供各(ge)種各(ge)樣(yang)的(de)觀(guan)測地點(dian)。柯林斯說：“木(mu)衛(wei)(wei)三表(biao)現出古老和最近(jin)形(xing)成(cheng)的(de)地質特征。除了(le)地質多樣(yang)性(xing)，它還增(zeng)加了(le)歷(li)史多樣(yang)性(xing)。”
伽(jia)利略發現(xian)其他行星也有(you)衛星，證(zheng)實(shi)了地(di)球不是宇宙中(zhong)唯一有(you)衛星的行星，還證(zheng)明了尼古拉(la)·哥白尼的“日(ri)心說”是正確的。
使用簡單的(de)(de)望遠鏡，依靠單獨研究，伽利(li)略(lve)讓人(ren)們很(hen)好(hao)地(di)認識了(le)太陽(yang)系、星系和浩瀚的(de)(de)宇宙(zhou)。他制(zhi)作的(de)(de)望遠鏡使人(ren)們觀察到(dao)以前(qian)難以觀察到(dao)的(de)(de)太空景象，加(jia)深了(le)人(ren)們對宇宙(zhou)的(de)(de)理(li)解。
巧笑倩兮 
