木衛三（蓋尼米得，Ganymede，Γανυμ?δη?）是圍(wei)繞木星運轉的(de)(de)一顆衛星，公(gong)轉周期約為7天。按距(ju)離木星從(cong)近到(dao)遠排(pai)序(xu)，在(zai)木星的(de)(de)所有衛星中排(pai)第(di)七，在(zai)伽利略衛星中排(pai)第(di)三。它與(yu)木衛二及木衛一保持著1:2:4的(de)(de)軌道共(gong)振關系。
木(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)是(shi)(shi)太(tai)陽(yang)系中(zhong)最(zui)(zui)大的(de)(de)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)。直徑大于水(shui)星(xing)(xing)(xing)，質量(liang)約為(wei)水(shui)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)一(yi)半，木(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)主要由硅酸鹽巖石(shi)和冰(bing)體(ti)構成，星(xing)(xing)(xing)體(ti)分層明顯，擁(yong)(yong)有一(yi)個富鐵的(de)(de)、流動性(xing)的(de)(de)內核。體(ti)積(ji)大于水(shui)星(xing)(xing)(xing)，是(shi)(shi)太(tai)陽(yang)系中(zhong)已(yi)知的(de)(de)唯一(yi)擁(yong)(yong)有磁圈的(de)(de)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)。木(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)最(zui)(zui)先并非伽利(li)(li)略所發現(xian)。在(zai)公(gong)(gong)元(yuan)(yuan)(yuan)前(qian)400年(nian)(nian)到(dao)公(gong)(gong)元(yuan)(yuan)(yuan)前(qian)360年(nian)(nian)之間（最(zui)(zui)有可能的(de)(de)是(shi)(shi)在(zai)公(gong)(gong)元(yuan)(yuan)(yuan)前(qian)364年(nian)(nian)夏天(tian)）依據《唐開元(yuan)(yuan)(yuan)占經》引錄甘德論及木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)時所說的(de)(de)話：“若有小赤星(xing)(xing)(xing)附于其(qi)側”，著名天(tian)文學(xue)史家席(xi)澤(ze)宗先生(sheng)指出：甘德在(zai)公(gong)(gong)元(yuan)(yuan)(yuan)前(qian)4世(shi)紀中(zhong)葉就觀(guan)測(ce)(ce)到(dao)了木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)最(zui)(zui)后的(de)(de)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)木(mu)(mu)衛(wei)(wei)二。而對于木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)發現(xian)，近代是(shi)(shi)在(zai)17世(shi)紀初望遠鏡(jing)發明之后，由意(yi)大利(li)(li)大科學(xue)家伽利(li)(li)略（Galilei）于1610年(nian)(nian)用它觀(guan)測(ce)(ce)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)時才發現(xian)的(de)(de)。甘德早(zao)伽利(li)(li)略近兩千年(nian)(nian)，而且在(zai)沒(mei)有望遠鏡(jing)的(de)(de)條件，僅憑肉眼(yan)就發現(xian)了木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)，這真(zhen)是(shi)(shi)一(yi)個奇跡(ji)。而后，天(tian)文學(xue)家西門·馬里烏斯以希臘神話中(zhong)宙(zhou)斯的(de)(de)愛人伽倪墨得斯為(wei)之命名。旅行(xing)者號航(hang)天(tian)器精確地(di)測(ce)(ce)量(liang)了該衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)大小，伽利(li)(li)略號探(tan)測(ce)(ce)器則發現(xian)了它地(di)下海洋和磁場。
2015年3月(yue)12日，美國(guo)(guo)國(guo)(guo)家航(hang)空航(hang)天局宣布，太陽(yang)系最大衛星木衛三的冰蓋下有一片咸水海洋，液態水含量超過地球。
在(zai)公元(yuan)前400年(nian)到公元(yuan)前360年(nian)之(zhi)間（最有可能的是(shi)在(zai)公元(yuan)前364年(nian)夏天），中(zhong)國戰國時期的甘德(de)就已經發現了木衛(wei)三，比伽利略早了2000多年(nian)。
1610年(nian)1月11日(ri)，伽利略(lve)·伽利萊觀測到三(san)顆靠近木星(xing)(xing)(xing)的(de)星(xing)(xing)(xing)體(ti)；第二天晚上，他(ta)注意到這(zhe)三(san)顆星(xing)(xing)(xing)體(ti)發(fa)生了(le)位(wei)移(yi)接著他(ta)又發(fa)現了(le)第四顆星(xing)(xing)(xing)體(ti)，即后來的(de)木衛(wei)三(san)。至1610年(nian)1月15日(ri)晚，伽利略(lve)確定這(zhe)些(xie)星(xing)(xing)(xing)體(ti)是圍繞木星(xing)(xing)(xing)運行的(de)。他(ta)聲稱(cheng)有權為(wei)這(zhe)些(xie)衛(wei)星(xing)(xing)(xing)命(ming)名，并(bing)曾(ceng)考(kao)慮(lv)過“科斯(si)米安衛(wei)星(xing)(xing)(xing)”（Cosmian Stars）的(de)名字，但(dan)最終將之命(ming)名為(wei)“美第奇衛(wei)星(xing)(xing)(xing)”(Medicean Stars)。
法國天文學家(jia)尼(ni)古拉斯(si)(si)·克(ke)勞迪·法布里(li)·德·佩(pei)瑞斯(si)(si)特(te)建議為(wei)美第奇衛(wei)星(xing)家(jia)族的(de)(de)(de)(de)(de)各顆(ke)衛(wei)星(xing)分別命名(ming)，但是其建議未被采(cai)納。原本宣稱(cheng)其最初(chu)發現(xian)伽利略衛(wei)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)西門(men)·馬(ma)(ma)里(li)烏斯(si)(si)曾試圖(tu)將這幾顆(ke)衛(wei)星(xing)命名(ming)為(wei)“朱(zhu)庇特(te)的(de)(de)(de)(de)(de)薩(sa)圖(tu)爾努斯(si)(si)”（Saturn of Jupiter）、“朱(zhu)庇特(te)的(de)(de)(de)(de)(de)朱(zhu)庇特(te)”（Jupiter of Jupiter，即指木(mu)衛(wei)三(san)）、“朱(zhu)庇特(te)的(de)(de)(de)(de)(de)維納斯(si)(si)”（Venus of Jupiter）和(he)“朱(zhu)庇特(te)的(de)(de)(de)(de)(de)墨丘利”（Mercury of Jupiter）但也從未被采(cai)用(yong)(yong)后來有(you)建議以(yi)希(xi)臘神話中(zhong)神的(de)(de)(de)(de)(de)斟酒者、宙斯(si)(si)的(de)(de)(de)(de)(de)愛人(ren)蓋尼(ni)米(mi)得(de)為(wei)之命名(ming)。這種命名(ming)法在(zai)相(xiang)當長的(de)(de)(de)(de)(de)時期(qi)(qi)(qi)內并沒有(you)被普遍接受(shou)，直至20世紀(ji)中(zhong)期(qi)(qi)(qi)才得(de)到普遍使用(yong)(yong)在(zai)早期(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)天文學文獻(xian)中(zhong)，該(gai)衛(wei)星(xing)均以(yi)羅馬(ma)(ma)數字(zi)作(zuo)為(wei)指代(dai)（該(gai)體系由伽利略提出）即被稱(cheng)為(wei)木(mu)衛(wei)三(san)（Jupiter III ）或“朱(zhu)庇特(te)的(de)(de)(de)(de)(de)第三(san)顆(ke)衛(wei)星(xing)”（third satellite of Jupiter）。后來隨著(zhu)土(tu)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)衛(wei)星(xing)群的(de)(de)(de)(de)(de)發現(xian)，基(ji)于開普勒和(he)馬(ma)(ma)里(li)烏斯(si)(si)建議的(de)(de)(de)(de)(de)命名(ming)系統開始被用(yong)(yong)于指稱(cheng)木(mu)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)衛(wei)星(xing)。木(mu)衛(wei)三(san)是伽利略衛(wei)星(xing)中(zhong)唯一(yi)(yi)一(yi)(yi)顆(ke)以(yi)男性人(ren)物名(ming)字(zi)命名(ming)的(de)(de)(de)(de)(de)。
軌道參數：
所屬行星：木星
平均半徑：1,070,400km（0.007155 AU）
離心率：0.003
近拱點(dian)：1,069,200km（0.007147 AU）
遠拱(gong)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：2.21（黃道夾角）0.20（木(mu)星赤道夾角）
物理性質：
平(ping)均半徑：2,631.2km（地(di)球的0.413倍(bei)）
表面積：87.000,000平方(fang)千(qian)米(mi)（地球的0.12倍）
體(ti)積：7.6×101?（地球的0.0705倍））
質量：1.4819×1023（地球的0.025倍）
平均密度：4g/cm
表面(mian)引力：1.428m/s
逃逸速度：3km/s
自轉周期：7天
轉軸傾角：0-0.33
反照率：0.43±0.02
表面溫(wen)度：最高122K 平均99K 最低：22k
視星(xing)等∶5（oppositition）
大氣壓：極小
大氣成份：氧氣，原子氧，臭氧
木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)是太(tai)陽系(xi)中已知的(de)(de)(de)(de)唯一(yi)(yi)一(yi)(yi)顆(ke)擁有(you)磁(ci)圈(quan)的(de)(de)(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)星，其(qi)磁(ci)圈(quan)可(ke)能是由富鐵(tie)的(de)(de)(de)(de)流(liu)動(dong)內核的(de)(de)(de)(de)對(dui)流(liu)運動(dong)所產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)。其(qi)中的(de)(de)(de)(de)少量磁(ci)圈(quan)與(yu)木(mu)(mu)星的(de)(de)(de)(de)更為(wei)龐大(da)的(de)(de)(de)(de)磁(ci)場(chang)(chang)相交迭，從而產(chan)生(sheng)了向外擴散的(de)(de)(de)(de)場(chang)(chang)線。木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)擁有(you)一(yi)(yi)層(ceng)稀(xi)薄的(de)(de)(de)(de)含(han)氧(yang)大(da)氣層(ceng)其(qi)中含(han)有(you)原(yuan)子氧(yang)，氧(yang)氣和臭氧(yang)，同(tong)時原(yuan)子氫也是大(da)氣的(de)(de)(de)(de)構成(cheng)成(cheng)分之(zhi)(zhi)一(yi)(yi)而木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)上(shang)是否擁有(you)電離(li)層(ceng)還尚未確定。木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)主(zhu)(zhu)要由硅酸鹽(yan)巖石和冰體(ti)構成(cheng)星體(ti)分層(ceng)明顯，擁有(you)一(yi)(yi)個富鐵(tie)的(de)(de)(de)(de)、流(liu)動(dong)性的(de)(de)(de)(de)內核。科學家推(tui)測在(zai)木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)表(biao)面(mian)(mian)之(zhi)(zhi)下200千米處存在(zai)一(yi)(yi)個被夾在(zai)兩(liang)層(ceng)冰體(ti)之(zhi)(zhi)間的(de)(de)(de)(de)咸水海洋。木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)表(biao)面(mian)(mian)存在(zai)兩(liang)種主(zhu)(zhu)要地(di)(di)(di)形：其(qi)中較暗的(de)(de)(de)(de)地(di)(di)(di)區(qu)約占(zhan)星體(ti)總(zong)面(mian)(mian)積(ji)的(de)(de)(de)(de)三(san)分之(zhi)(zhi)一(yi)(yi)其(qi)間密布(bu)著撞(zhuang)擊坑，地(di)(di)(di)質(zhi)年齡(ling)估計有(you)40億年之(zhi)(zhi)久；其(qi)余地(di)(di)(di)區(qu)較為(wei)明亮縱(zong)橫(heng)交錯著大(da)量的(de)(de)(de)(de)槽溝和山(shan)脊，其(qi)地(di)(di)(di)質(zhi)年齡(ling)較前者稍小(xiao)。明亮地(di)(di)(di)區(qu)的(de)(de)(de)(de)破碎地(di)(di)(di)質(zhi)構造(zao)的(de)(de)(de)(de)產(chan)生(sheng)原(yuan)因(yin)至今仍是一(yi)(yi)個謎，有(you)可(ke)能是潮汐熱所導致的(de)(de)(de)(de)構造(zao)活動(dong)造(zao)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)。
木衛(wei)三是太陽系中已(yi)知的(de)唯一擁有磁圈的(de)衛(wei)星。它擁有一層稀薄的(de)含氧大氣層，其(qi)中含有原子氧，氧氣和臭氧。而木衛(wei)三上是否擁有電離層還尚未確定。
木衛三(san)(san)內(nei)部結構木衛三(san)(san)的(de)平均密度為1.936g/cm3，表(biao)明它是由近乎等量(liang)的(de)巖石和水構成的(de)，后者主要以冰(bing)體形式存在冰(bing)體的(de)質量(liang)占(zhan)衛星總質量(liang)的(de)46-50%，
比之木衛四(si)稍低(di)。此外可(ke)能還存在(zai)某(mou)些不穩定的冰體(ti)，如氨的冰體(ti)。木衛三(san)巖石(shi)的確(que)切構(gou)成(cheng)還不為(wei)人知，但(dan)是(shi)很可(ke)能接近于L型(xing)或LL型(xing)普(pu)通球(qiu)粒隕石(shi)，這兩(liang)類隕石(shi)較之H球(qiu)粒隕石(shi)，所含(han)的全(quan)鐵和金屬鐵較少，而(er)鐵氧化物較多在(zai)木衛三(san)上(shang)，以質量計，鐵和硅的豐度比為(wei)1.05-1.27，而(er)在(zai)太陽中，則為(wei)1.8。
木(mu)衛三表(biao)面的(de)(de)反照率約為(wei)0.43。冰體水廣(guang)泛存在(zai)于(yu)其表(biao)面，比重達到50-90%，高(gao)(gao)出整體比重許多(duo)。利(li)用近(jin)紅(hong)外(wai)光(guang)譜(pu)學(xue)(xue)，科學(xue)(xue)家們在(zai)1.04、1.25、1.5、2.0和(he)3.0微(wei)米波長段發(fa)現(xian)(xian)了強烈的(de)(de)冰體水的(de)(de)吸附帶。明亮地帶的(de)(de)槽溝構造可能含有(you)較(jiao)多(duo)的(de)(de)冰體，故(gu)顯(xian)得較(jiao)為(wei)明亮。除(chu)了水外(wai)，對(dui)伽利(li)略(lve)(lve)號(hao)和(he)地基觀測站(zhan)拍攝的(de)(de)高(gao)(gao)分(fen)辨(bian)率近(jin)紅(hong)外(wai)光(guang)譜(pu)和(he)紫外(wai)線光(guang)譜(pu)結(jie)果的(de)(de)分(fen)析也顯(xian)示(shi)了其他物質的(de)(de)存在(zai)，包括(kuo)二氧化碳、二氧化硫，也可能還包括(kuo)氰、硫酸氫(qing)鹽和(he)多(duo)種有(you)機化合(he)物。此外(wai)伽利(li)略(lve)(lve)號(hao)還在(zai)木(mu)衛三表(biao)面發(fa)現(xian)(xian)了硫酸鎂(mei)、硫酸鈉等(deng)物質這些鹽類(lei)物質可能來自于(yu)地表(biao)之下的(de)(de)海洋
木(mu)衛三的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)是(shi)不(bu)對(dui)稱的(de)(de)(de)：其同軌(gui)道方向的(de)(de)(de)一面(mian)(mian)要亮于逆軌(gui)道方向的(de)(de)(de)一面(mian)(mian)。這(zhe)種狀況(kuang)類(lei)似于木(mu)衛二(er)，而和木(mu)衛四的(de)(de)(de)狀況(kuang)正好相反(fan)。此外，木(mu)衛三同軌(gui)道方向一面(mian)(mian)似乎富含二(er)氧化硫。而二(er)氧化碳(tan)在兩個(ge)半球的(de)(de)(de)分布則(ze)相對(dui)均勻(yun)盡(jin)(jin)管在極地地區并未觀測到它的(de)(de)(de)存在。木(mu)衛三上的(de)(de)(de)撞擊坑（除了一個(ge)之外）并不(bu)富含二(er)氧化碳(tan)，這(zhe)點(dian)也與木(mu)衛四不(bu)同。木(mu)衛三的(de)(de)(de)二(er)氧化碳(tan)可能在過去的(de)(de)(de)一段時期已經被消耗殆(dai)盡(jin)(jin)了。
木(mu)衛三(san)(san)的(de)(de)地層結構已(yi)經充(chong)分分化，它含有一(yi)個由(you)硫化亞鐵(tie)和(he)鐵(tie)構成的(de)(de)內核、由(you)硅酸鹽(yan)構成的(de)(de)內層地涵(han)和(he)由(you)冰體構成的(de)(de)外層地涵(han)。這種結構得(de)到了由(you)伽利略(lve)號(hao)在(zai)數次(ci)飛掠中所測定的(de)(de)木(mu)衛三(san)(san)本身較(jiao)低的(de)(de)無(wu)量綱轉動(dong)慣(guan)(guan)量——數值為0.3105± 0.0028——的(de)(de)支持(chi)事實上木(mu)衛三(san)(san)是太陽(yang)系中轉動(dong)慣(guan)(guan)量最小的(de)(de)固態天體。伽利略(lve)號(hao)探測到的(de)(de)木(mu)衛三(san)(san)本身固有的(de)(de)磁(ci)場則與其(qi)富鐵(tie)的(de)(de)、流動(dong)的(de)(de)內核有關。擁有高(gao)電導率的(de)(de)液態鐵(tie)的(de)(de)對流是產生(sheng)磁(ci)場的(de)(de)最合理模式。
木衛(wei)三內(nei)(nei)部不(bu)同層次的(de)(de)厚度(du)(du)(du)取決于硅酸(suan)鹽的(de)(de)構(gou)成(cheng)成(cheng)分(fen)（其(qi)中(zhong)(zhong)部分(fen)為(wei)橄(gan)欖石和輝石）以及(ji)內(nei)(nei)核中(zhong)(zhong)硫(liu)元素的(de)(de)數量。最可能的(de)(de)情況是(shi)其(qi)內(nei)(nei)核半徑達(da)(da)到700-900千(qian)(qian)米(mi)，外層冰(bing)質(zhi)地(di)涵(han)厚度(du)(du)(du)達(da)(da)800-1000千(qian)(qian)米(mi)，其(qi)余部分(fen)則(ze)為(wei)硅酸(suan)鹽質(zhi)地(di)涵(han)。內(nei)(nei)核的(de)(de)密度(du)(du)(du)達(da)(da)到了5.5–6g/cm3，硅酸(suan)鹽質(zhi)地(di)涵(han)的(de)(de)密度(du)(du)(du)為(wei)3.4–3.6g/cm3。與地(di)球內(nei)(nei)核結構(gou)類似，某(mou)些(xie)產生磁場的(de)(de)模(mo)型要求在鐵-硫(liu)化(hua)亞(ya)鐵液態(tai)內(nei)(nei)核之中(zhong)(zhong)還存在著一個純鐵構(gou)成(cheng)的(de)(de)固(gu)態(tai)內(nei)(nei)核。若是(shi)這(zhe)種類型的(de)(de)內(nei)(nei)核，則(ze)其(qi)半徑最大可能為(wei)500千(qian)(qian)米(mi)。木衛(wei)三內(nei)(nei)核的(de)(de)溫度(du)(du)(du)可能高達(da)(da)1500-1700K，壓力高達(da)(da)100千(qian)(qian)巴（100億(yi)帕）。
木(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)據探(tan)測含(han)有太陽系最多(duo)的(de)(de)(de)液態水。哈(ha)勃(bo)望遠鏡通(tong)過(guo)分(fen)(fen)析木(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)的(de)(de)(de)極光(guang)光(guang)譜，估算出(chu)其海(hai)(hai)洋(yang)(yang)深達400千(qian)米。還有科學(xue)家懷(huai)疑(yi)，這可能只是(shi)木(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)海(hai)(hai)洋(yang)(yang)的(de)(de)(de)一小部分(fen)(fen)，木(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)可能擁有三(san)個海(hai)(hai)洋(yang)(yang)，三(san)個海(hai)(hai)洋(yang)(yang)層(ceng)層(ceng)疊(die)加，每層(ceng)都有400千(qian)米的(de)(de)(de)深度，并由高壓冰層(ceng)分(fen)(fen)隔開(kai)，最下面的(de)(de)(de)一層(ceng)海(hai)(hai)洋(yang)(yang)可能直接接觸到木(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)的(de)(de)(de)巖石內(nei)核。所以木(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)的(de)(de)(de)海(hai)(hai)洋(yang)(yang)深度可能超過(guo)1000公(gong)里，蘊含(han)著超過(guo)150億立方千(qian)米的(de)(de)(de)巨(ju)大水體，含(han)水量(liang)是(shi)地球(qiu)水量(liang)的(de)(de)(de)30倍以上(shang)。
木衛三(san)的(de)(de)表面主要存(cun)在兩種類型的(de)(de)地(di)形：一(yi)種是非常古(gu)老的(de)(de)、密(mi)布撞擊(ji)坑的(de)(de)暗區(qu)，另一(yi)種是較之(zhi)前(qian)者(zhe)稍微年(nian)(nian)輕（但是地(di)質(zhi)年(nian)(nian)齡依舊十(shi)分(fen)(fen)古(gu)老）、遍布大量槽溝和山脊(ji)的(de)(de)明區(qu)。暗區(qu)的(de)(de)面積約(yue)占(zhan)球體(ti)總面積的(de)(de)三(san)分(fen)(fen)之(zhi)一(yi)，其間含有(you)粘土(tu)和有(you)機物質(zhi)，這可能是由撞擊(ji)木衛三(san)的(de)(de)隕石帶來(lai)的(de)(de)。
而(er)產(chan)生槽溝地(di)形(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re)機制則仍然(ran)是行星(xing)(xing)科學中(zhong)的(de)(de)一大難題。現今(jin)的(de)(de)觀點認為(wei)槽溝地(di)形(xing)(xing)(xing)(xing)從本質(zhi)上(shang)說(shuo)主要是由構造活動(dong)形(xing)(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)；而(er)如(ru)果冰火山在其中(zhong)起(qi)了作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)的(de)(de)話(hua)那(nei)也(ye)只是次要的(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)。為(wei)了引(yin)(yin)起(qi)這種(zhong)構造活動(dong)，木(mu)衛三(san)(san)的(de)(de)巖石(shi)圈必須(xu)被(bei)施(shi)加(jia)(jia)足夠強大的(de)(de)壓力，而(er)造成(cheng)(cheng)這種(zhong)壓力的(de)(de)力量(liang)可能(neng)與過(guo)去(qu)曾經發生的(de)(de)潮(chao)汐熱(re)(re)(re)(re)(re)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)有(you)關(guan)——這種(zhong)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)可能(neng)在木(mu)衛三(san)(san)處(chu)于不穩定的(de)(de)軌(gui)道(dao)共振狀態時發生引(yin)(yin)力潮(chao)汐對冰體(ti)(ti)的(de)(de)撓曲作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)會加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re)星(xing)(xing)體(ti)(ti)內部，給巖石(shi)圈施(shi)加(jia)(jia)壓力，并進一步導致裂縫(feng)、地(di)壘和地(di)塹的(de)(de)形(xing)(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)，這些地(di)形(xing)(xing)(xing)(xing)取代了占木(mu)衛三(san)(san)表(biao)面積70%的(de)(de)古老暗區。槽溝地(di)形(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)形(xing)(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)可能(neng)還與早期內核的(de)(de)形(xing)(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)過(guo)程及其后星(xing)(xing)體(ti)(ti)內部的(de)(de)潮(chao)汐熱(re)(re)(re)(re)(re)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)有(you)關(guan)，它(ta)們引(yin)(yin)起(qi)的(de)(de)冰體(ti)(ti)的(de)(de)相變和熱(re)(re)(re)(re)(re)脹(zhang)冷縮作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)可能(neng)導致木(mu)衛三(san)(san)發生了微度膨(peng)脹(zhang)，幅度為(wei)1-6%。隨(sui)著(zhu)星(xing)(xing)體(ti)(ti)的(de)(de)進一步發育，熱(re)(re)(re)(re)(re)水噴流(liu)被(bei)從內核擠壓至星(xing)(xing)體(ti)(ti)表(biao)面，導致巖石(shi)圈的(de)(de)構造變形(xing)(xing)(xing)(xing)。星(xing)(xing)體(ti)(ti)內部的(de)(de)放射性衰變產(chan)生的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)能(neng)是最(zui)可能(neng)的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)源，木(mu)衛三(san)(san)地(di)下海洋的(de)(de)形(xing)(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)可能(neng)就有(you)賴(lai)于它(ta)。通(tong)過(guo)研究模型人們發現，如(ru)果過(guo)去(qu)木(mu)衛三(san)(san)的(de)(de)軌(gui)道(dao)離心率(lv)值較現今(jin)高很多（事實上(shang)也(ye)可能(neng)如(ru)此），那(nei)么潮(chao)汐熱(re)(re)(re)(re)(re)能(neng)就可能(neng)取放射性衰變熱(re)(re)(re)(re)(re)源而(er)代之，成(cheng)(cheng)為(wei)木(mu)衛三(san)(san)最(zui)主要的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)源。
在(zai)兩種地(di)(di)(di)(di)(di)(di)形(xing)(xing)(xing)中(zhong)(zhong)(zhong)均可(ke)見(jian)到(dao)，但(dan)(dan)是在(zai)暗區(qu)(qu)中(zhong)(zhong)(zhong)分(fen)(fen)布的(de)(de)(de)(de)(de)(de)更為(wei)(wei)密集：這(zhe)一(yi)區(qu)(qu)域遭遇過(guo)(guo)大規(gui)模的(de)(de)(de)(de)(de)(de)隕石(shi)轟(hong)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)(fen)布呈飽(bao)和(he)狀(zhuang)態(tai)。較為(wei)(wei)明(ming)亮(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)槽(cao)(cao)(cao)(cao)溝(gou)(gou)地(di)(di)(di)(di)(di)(di)形(xing)(xing)(xing)區(qu)(qu)分(fen)(fen)布的(de)(de)(de)(de)(de)(de)撞(zhuang)(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)(keng)(keng)(keng)則較少，在(zai)這(zhe)里由于構(gou)造變(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)而(er)發育起來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)地(di)(di)(di)(di)(di)(di)形(xing)(xing)(xing)成為(wei)(wei)了主要(yao)地(di)(di)(di)(di)(di)(di)質(zhi)(zhi)(zhi)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)暗區(qu)(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)地(di)(di)(di)(di)(di)(di)質(zhi)(zhi)(zhi)年(nian)(nian)(nian)齡達(da)到(dao)了40億年(nian)(nian)(nian)，接近于月(yue)球(qiu)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高地(di)(di)(di)(di)(di)(di)地(di)(di)(di)(di)(di)(di)形(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)地(di)(di)(di)(di)(di)(di)質(zhi)(zhi)(zhi)年(nian)(nian)(nian)齡；而(er)槽(cao)(cao)(cao)(cao)溝(gou)(gou)地(di)(di)(di)(di)(di)(di)形(xing)(xing)(xing)則稍(shao)微年(nian)(nian)(nian)輕一(yi)些（但(dan)(dan)是無法確定其確切年(nian)(nian)(nian)齡）。和(he)月(yue)球(qiu)類(lei)似，在(zai)35-40億年(nian)(nian)(nian)之(zhi)前，木衛(wei)(wei)三經歷過(guo)(guo)一(yi)個(ge)隕石(shi)猛烈轟(hong)擊(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)期如果這(zhe)種情(qing)況(kuang)(kuang)屬實，那么這(zhe)個(ge)時(shi)期在(zai)太陽系(xi)內曾經發生了大規(gui)模的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轟(hong)擊(ji)事件，而(er)這(zhe)個(ge)時(shi)期之(zhi)后轟(hong)擊(ji)率又(you)大為(wei)(wei)降低在(zai)亮(liang)區(qu)(qu)中(zhong)(zhong)(zhong)，既有撞(zhuang)(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)(keng)(keng)(keng)覆蓋于槽(cao)(cao)(cao)(cao)溝(gou)(gou)之(zhi)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)(kuang)，也有槽(cao)(cao)(cao)(cao)溝(gou)(gou)切割撞(zhuang)(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)(keng)(keng)(keng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)(kuang)，這(zhe)說(shuo)明(ming)其中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)部(bu)分(fen)(fen)槽(cao)(cao)(cao)(cao)溝(gou)(gou)地(di)(di)(di)(di)(di)(di)質(zhi)(zhi)(zhi)年(nian)(nian)(nian)齡也十分(fen)(fen)古老(lao)。木衛(wei)(wei)三上(shang)也存在(zai)相(xiang)對年(nian)(nian)(nian)輕的(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)。木衛(wei)(wei)三的(de)(de)(de)(de)(de)(de)撞(zhuang)(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)(keng)(keng)(keng)深度(du)不及月(yue)球(qiu)和(he)水星上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，這(zhe)可(ke)能是由于木衛(wei)(wei)三的(de)(de)(de)(de)(de)(de)冰(bing)質(zhi)(zhi)(zhi)地(di)(di)(di)(di)(di)(di)層(ceng)質(zhi)(zhi)(zhi)地(di)(di)(di)(di)(di)(di)薄弱，會發生位(wei)移(yi)，從而(er)能夠轉(zhuan)移(yi)一(yi)部(bu)分(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)撞(zhuang)(zhuang)(zhuang)擊(ji)力量許多地(di)(di)(di)(di)(di)(di)質(zhi)(zhi)(zhi)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(gou)已經消失不見(jian)，只留(liu)下(xia)一(yi)種被稱為(wei)(wei)變(bian)(bian)余結構(gou)（英(ying)語：palimpsest）的(de)(de)(de)(de)(de)(de)殘跡
木衛(wei)(wei)三的(de)(de)(de)顯(xian)著(zhu)特征包括一個被稱為(wei)伽(jia)(jia)利略(lve)區的(de)(de)(de)較暗平原，這個區域內(nei)的(de)(de)(de)槽溝呈同心環分布，可能(neng)是(shi)(shi)在(zai)一個地質活動時期(qi)內(nei)形(xing)成的(de)(de)(de)。另外一個顯(xian)著(zhu)特征則是(shi)(shi)木衛(wei)(wei)三的(de)(de)(de)兩個極(ji)冠，其構成成分可能(neng)是(shi)(shi)霜(shuang)體。這層霜(shuang)體延伸(shen)至緯度為(wei)40°的(de)(de)(de)地區。旅行者號首次(ci)發現了(le)木衛(wei)(wei)三的(de)(de)(de)極(ji)冠。目前有(you)兩種解釋極(ji)冠形(xing)成的(de)(de)(de)理(li)論(lun)，一種認為(wei)是(shi)(shi)高緯度的(de)(de)(de)冰體擴(kuo)散所(suo)致，另一種認為(wei)是(shi)(shi)外空間的(de)(de)(de)等(deng)離子(zi)態冰體轟擊所(suo)產生的(de)(de)(de)。伽(jia)(jia)利略(lve)號的(de)(de)(de)觀測結果更傾向于后一種理(li)論(lun)。
1972年(nian)(nian)，一支(zhi)在印度尼西(xi)亞的(de)(de)(de)波斯查天(tian)文臺工作的(de)(de)(de)印度、英國和美國天(tian)文學家(jia)聯合團隊宣稱(cheng)他們(men)在一次掩星(xing)現象中探測(ce)到(dao)了木衛(wei)(wei)三(san)的(de)(de)(de)大氣(qi)(qi)，當時木星(xing)正從一顆恒星(xing)之(zhi)前通過(guo)。他們(men)估計其(qi)大氣(qi)(qi)壓約為(wei)1微(wei)(wei)巴(ba)（0.1帕）。1979年(nian)(nian)旅行(xing)者1號(hao)(hao)在飛掠過(guo)木星(xing)之(zhi)時，借助當時的(de)(de)(de)一次掩星(xing)現象進行(xing)了類(lei)似(si)的(de)(de)(de)觀(guan)測(ce)，但(dan)是得(de)到(dao)了不同的(de)(de)(de)結(jie)果(guo)。旅行(xing)者1號(hao)(hao)的(de)(de)(de)掩星(xing)觀(guan)測(ce)法使用短于(yu)200納米波長的(de)(de)(de)遠紫外線光譜進行(xing)觀(guan)測(ce)，這比之(zhi)1972年(nian)(nian)的(de)(de)(de)可見光譜觀(guan)測(ce)法，在測(ce)定(ding)氣(qi)(qi)體存(cun)在與否方(fang)面(mian)要精確得(de)多。旅行(xing)者1號(hao)(hao)的(de)(de)(de)觀(guan)測(ce)數據(ju)(ju)表明木衛(wei)(wei)三(san)上并(bing)不存(cun)在大氣(qi)(qi)，其(qi)表面(mian)的(de)(de)(de)微(wei)(wei)粒數量密度最高只有1.5 × 10?cm3，對應的(de)(de)(de)壓力小于(yu)2.5 × 10?微(wei)(wei)巴(ba)。后一個數據(ju)(ju)較之(zhi)1972年(nian)(nian)的(de)(de)(de)數據(ju)(ju)要小了5個數量級(ji)，說明早期的(de)(de)(de)估計太過(guo)于(yu)樂觀(guan)了，
木衛(wei)三(san)(san)表(biao)面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)假色(se)溫度圖不過1995年(nian)哈勃(bo)空(kong)間(jian)望遠鏡發現了木衛(wei)三(san)(san)上(shang)(shang)(shang)(shang)存(cun)在(zai)(zai)(zai)稀薄的(de)(de)(de)、以(yi)氧(yang)為(wei)(wei)主(zhu)(zhu)要成分(fen)(fen)的(de)(de)(de)大(da)氣(qi)(qi)，這點類似于(yu)(yu)木衛(wei)二的(de)(de)(de)大(da)氣(qi)(qi)。哈勃(bo)望遠鏡在(zai)(zai)(zai)130.4納米到135.6納米段(duan)的(de)(de)(de)遠紫外(wai)線(xian)(xian)光(guang)譜區探測(ce)到了原(yuan)子(zi)(zi)氧(yang)的(de)(de)(de)大(da)氣(qi)(qi)光(guang)。這種大(da)氣(qi)(qi)光(guang)是分(fen)(fen)子(zi)(zi)氧(yang)遭受電子(zi)(zi)轟擊而離(li)解時所發出(chu)的(de)(de)(de)，這表(biao)明木衛(wei)三(san)(san)上(shang)(shang)(shang)(shang)存(cun)在(zai)(zai)(zai)著以(yi)O?分(fen)(fen)子(zi)(zi)為(wei)(wei)主(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)中(zhong)性大(da)氣(qi)(qi)。其(qi)表(biao)面(mian)(mian)(mian)微(wei)粒數(shu)量(liang)密度在(zai)(zai)(zai) 1.2-7 × 10?cm3范圍之間(jian)，相(xiang)應的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)(mian)壓(ya)力為(wei)(wei)0.2-1.2 × 10?微(wei)巴。這些數(shu)值在(zai)(zai)(zai)旅行者號(hao)1981年(nian)探測(ce)的(de)(de)(de)數(shu)值上(shang)(shang)(shang)(shang)限之內。這種微(wei)量(liang)級的(de)(de)(de)氧(yang)氣(qi)(qi)濃度不足以(yi)維持(chi)生(sheng)命存(cun)在(zai)(zai)(zai)；其(qi)來(lai)源可(ke)能(neng)是木衛(wei)三(san)(san)表(biao)面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)冰(bing)體在(zai)(zai)(zai)輻(fu)射作用下分(fen)(fen)解為(wei)(wei)氫氣(qi)(qi)和氧(yang)氣(qi)(qi)的(de)(de)(de)過程，其(qi)中(zhong)氫氣(qi)(qi)由(you)于(yu)(yu)其(qi)原(yuan)子(zi)(zi)量(liang)較低，很快就逃(tao)逸出(chu)木衛(wei)三(san)(san)了。木衛(wei)三(san)(san)上(shang)(shang)(shang)(shang)觀(guan)測(ce)到的(de)(de)(de)大(da)氣(qi)(qi)光(guang)并(bing)不像木衛(wei)二上(shang)(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)同類現象一般在(zai)(zai)(zai)空(kong)間(jian)分(fen)(fen)布上(shang)(shang)(shang)(shang)呈(cheng)現均一性。哈勃(bo)望遠鏡在(zai)(zai)(zai)木衛(wei)三(san)(san)的(de)(de)(de)南北半球發現了數(shu)個(ge)亮(liang)點，其(qi)中(zhong)兩個(ge)都處于(yu)(yu)緯度50°地區——即(ji)木衛(wei)三(san)(san)磁(ci)圈的(de)(de)(de)擴散(san)場(chang)線(xian)(xian)和聚集場(chang)線(xian)(xian)的(de)(de)(de)交(jiao)界處。同時也(ye)有人認為(wei)(wei)亮(liang)點可(ke)能(neng)是等離(li)子(zi)(zi)體在(zai)(zai)(zai)下落過程中(zhong)切(qie)割(ge)擴散(san)場(chang)線(xian)(xian)所形成的(de)(de)(de)極(ji)光(guang)。
中性(xing)大氣層(ceng)(ceng)的(de)(de)存(cun)在(zai)著木衛(wei)(wei)三(san)上也應(ying)該存(cun)在(zai)電離層(ceng)(ceng)，因(yin)為氧分子(zi)是在(zai)遭受來自磁圈和太陽遠紫外輻(fu)射的(de)(de)高能電子(zi)轟擊(ji)之(zhi)后而電離的(de)(de)。但是和大氣層(ceng)(ceng)一樣，木衛(wei)(wei)三(san)電離層(ceng)(ceng)的(de)(de)性(xing)質也引(yin)發了(le)爭議(yi)。伽利略號的(de)(de)部分觀測(ce)(ce)發現在(zai)木衛(wei)(wei)三(san)表(biao)面(mian)的(de)(de)電子(zi)密度(du)較高，表(biao)明其存(cun)在(zai)電離層(ceng)(ceng)，但是其他觀測(ce)(ce)則毫無所獲。通過各種(zhong)觀測(ce)(ce)所測(ce)(ce)定(ding)的(de)(de)木衛(wei)(wei)三(san)表(biao)面(mian)的(de)(de)電子(zi)密度(du)處于400-2,500 cm3范圍之(zhi)間。及至2008年，木衛(wei)(wei)三(san)電離層(ceng)(ceng)的(de)(de)各項(xiang)參(can)數(shu)仍未被精確(que)確(que)定(ding)。
證明木衛三含氧(yang)大氣(qi)存在(zai)的(de)(de)另(ling)一種方法是(shi)(shi)對(dui)藏于(yu)(yu)木衛三表層冰(bing)體中的(de)(de)氣(qi)體進(jin)行測(ce)量。1996年，科學家們公布了針對(dui)臭(chou)氧(yang)的(de)(de)測(ce)量結果(guo)。1997年，光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)分析揭(jie)示了分子(zi)(zi)氧(yang)的(de)(de)二聚(ju)體（或雙原(yuan)子(zi)(zi)分子(zi)(zi)）吸(xi)(xi)收(shou)(shou)功能，即當氧(yang)分子(zi)(zi)處于(yu)(yu)濃(nong)相狀態時，就(jiu)會(hui)出現這種吸(xi)(xi)收(shou)(shou)功能，而如果(guo)分子(zi)(zi)氧(yang)藏于(yu)(yu)冰(bing)體之中，則(ze)吸(xi)(xi)收(shou)(shou)功能最(zui)佳(jia)。二聚(ju)體的(de)(de)吸(xi)(xi)收(shou)(shou)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)位(wei)置更多的(de)(de)取決于(yu)(yu)緯(wei)(wei)度和經度，而非表面的(de)(de)反照率(lv)——隨著緯(wei)(wei)度的(de)(de)提(ti)高，吸(xi)(xi)收(shou)(shou)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)的(de)(de)位(wei)置就(jiu)會(hui)上移。而相反的(de)(de)，隨著緯(wei)(wei)度的(de)(de)提(ti)高臭(chou)氧(yang)的(de)(de)吸(xi)(xi)收(shou)(shou)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)則(ze)會(hui)下移。實驗室的(de)(de)模擬(ni)試驗表明，在(zai)木衛三上表面溫度高于(yu)(yu)100K的(de)(de)地區，O?并不會(hui)聚(ju)合在(zai)一起，而是(shi)(shi)擴散(san)至冰(bing)體中。
當(dang)在(zai)(zai)(zai)木(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)二上發(fa)現了鈉元素之(zhi)后，科學家們便開(kai)始在(zai)(zai)(zai)木(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)三(san)(san)的(de)(de)(de)大氣(qi)中(zhong)尋找這(zhe)(zhe)種物質，但是到了1997年都一無(wu)所獲。據估計，鈉在(zai)(zai)(zai)木(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)三(san)(san)上的(de)(de)(de)豐度(du)比木(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)二小(xiao)13倍，這(zhe)(zhe)可(ke)能(neng)(neng)是因為其表面(mian)原(yuan)本(ben)就缺乏該(gai)物質或磁(ci)圈將(jiang)這(zhe)(zhe)類高(gao)能(neng)(neng)原(yuan)子(zi)擋開(kai)了。木(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)三(san)(san)大氣(qi)層中(zhong)存在(zai)(zai)(zai)的(de)(de)(de)另(ling)一種微量(liang)成(cheng)分是原(yuan)子(zi)氫(qing)，在(zai)(zai)(zai)距該(gai)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)表面(mian)3000千米的(de)(de)(de)太空即已能(neng)(neng)觀測到氫(qing)原(yuan)子(zi)的(de)(de)(de)存在(zai)(zai)(zai)。其在(zai)(zai)(zai)星(xing)體表面(mian)的(de)(de)(de)數(shu)量(liang)密度(du)約為1.5 × 10?cm3。
1995年(nian)至2000年(nian)間，伽利略號共6次近距(ju)離飛(fei)掠過木(mu)衛(wei)三(san)(san)，發現該衛(wei)星有(you)一個獨立于(yu)木(mu)星磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場之外(wai)的、長期存在(zai)的、其(qi)本身所固有(you)的磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)矩，其(qi)大小(xiao)估計為(wei)(wei)1.3 × 1013T·m3，比水(shui)星的磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)矩大三(san)(san)倍(bei)。其(qi)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)偶極子與(yu)木(mu)衛(wei)三(san)(san)自(zi)轉(zhuan)軸的交角為(wei)(wei)176°，這(zhe)意(yi)味著其(qi)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)極正對著木(mu)星磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場。磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)層的北磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)極位(wei)于(yu)軌道平面之下。由這(zhe)個長期磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)矩創造的偶極磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場在(zai)木(mu)衛(wei)三(san)(san)赤(chi)道地區(qu)(qu)的強(qiang)度(du)為(wei)(wei)719±2納特斯拉(la)，超過了此(ci)處的木(mu)星磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場強(qiang)度(du)——后(hou)者為(wei)(wei)120納特斯拉(la)。木(mu)衛(wei)三(san)(san)赤(chi)道地區(qu)(qu)的磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場正對著木(mu)星磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場，這(zhe)使(shi)其(qi)場線有(you)可能重新(xin)聚(ju)合。而其(qi)南北極地區(qu)(qu)的磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場強(qiang)度(du)則是赤(chi)道地區(qu)(qu)的兩倍(bei)為(wei)(wei)1440納特斯拉(la)，
長(chang)期(qi)存(cun)在(zai)(zai)的(de)(de)磁(ci)矩在(zai)(zai)木(mu)衛三(san)(san)(san)四周劃出一(yi)個空(kong)間，形成(cheng)了一(yi)個嵌入木(mu)星磁(ci)場的(de)(de)小型磁(ci)層(ceng)(ceng)。木(mu)衛三(san)(san)(san)是太陽(yang)系中已知的(de)(de)唯一(yi)一(yi)顆(ke)擁(yong)有磁(ci)層(ceng)(ceng)的(de)(de)衛星。其(qi)(qi)磁(ci)層(ceng)(ceng)直徑(jing)達(da)(da)4-5RG (RG=2,631.2千米)。在(zai)(zai)木(mu)衛三(san)(san)(san)上緯(wei)度低于30°的(de)(de)地(di)(di)區，其(qi)(qi)磁(ci)層(ceng)(ceng)的(de)(de)場線是閉合(he)的(de)(de)，在(zai)(zai)這(zhe)個區域(yu)，帶電粒子(zi)(zi)(zi)(zi)（如電子(zi)(zi)(zi)(zi)和離子(zi)(zi)(zi)(zi)）均被捕獲，進而(er)形成(cheng)輻射帶。磁(ci)層(ceng)(ceng)中所含的(de)(de)主要(yao)離子(zi)(zi)(zi)(zi)為單個的(de)(de)離子(zi)(zi)(zi)(zi)化的(de)(de)氧(yang)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)——O+——這(zhe)點與木(mu)衛三(san)(san)(san)含氧(yang)大氣層(ceng)(ceng)的(de)(de)特征相吻合(he)。而(er)在(zai)(zai)緯(wei)度高于30°的(de)(de)極冠地(di)(di)區場線則(ze)(ze)向外擴散，連接著木(mu)衛三(san)(san)(san)和木(mu)星的(de)(de)電離層(ceng)(ceng)。在(zai)(zai)這(zhe)些地(di)(di)區已經發現(xian)了高能（高達(da)(da)數十甚至(zhi)數百千伏）的(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)(zi)和離子(zi)(zi)(zi)(zi)，可(ke)能由此(ci)而(er)形成(cheng)了木(mu)衛三(san)(san)(san)極地(di)(di)地(di)(di)區的(de)(de)極光現(xian)象。另外，在(zai)(zai)極地(di)(di)地(di)(di)區不(bu)斷下落(luo)的(de)(de)重離子(zi)(zi)(zi)(zi)則(ze)(ze)發生了濺(jian)射運動最終(zhong)使(shi)木(mu)衛三(san)(san)(san)表面(mian)的(de)(de)冰體變(bian)暗。
木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)(san)磁(ci)(ci)(ci)層(ceng)和(he)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)相互影響與(yu)太陽風和(he)地(di)(di)(di)球磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)相互作用在很多(duo)方面十(shi)分類(lei)(lei)似(si)。如繞木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)旋轉的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)等(deng)離子體對(dui)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)(san)逆(ni)軌(gui)道(dao)方向磁(ci)(ci)(ci)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)轟擊(ji)就(jiu)非常(chang)像太陽風對(dui)地(di)(di)(di)球磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)轟擊(ji)。主要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不同(tong)之處是等(deng)離子體流(liu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)速度(du)——在地(di)(di)(di)球上(shang)為超(chao)音(yin)速，而(er)在木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)(san)上(shang)為亞音(yin)速。由(you)(you)于其等(deng)離子體流(liu)速度(du)為亞音(yin)速，所(suo)以(yi)在木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)(san)逆(ni)軌(gui)道(dao)方向一(yi)面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)并未(wei)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)弓形(xing)(xing)激波。除了其本(ben)(ben)身(shen)(shen)(shen)固有的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)層(ceng)外，木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)(san)還(huan)擁(yong)有一(yi)個感應產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)偶極磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)，其存(cun)在與(yu)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)(san)附近木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)強(qiang)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化(hua)有關。該(gai)感應磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)隨著木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)(san)本(ben)(ben)身(shen)(shen)(shen)固有磁(ci)(ci)(ci)層(ceng)方向的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化(hua)，交替呈(cheng)放射(she)狀面向木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)或背向木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)該(gai)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)較之木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)(san)本(ben)(ben)身(shen)(shen)(shen)之磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)弱了一(yi)個數量級——前者磁(ci)(ci)(ci)赤道(dao)地(di)(di)(di)區的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)場(chang)(chang)強(qiang)為60納特斯拉，只及木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)此處場(chang)(chang)強(qiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)半。木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)(san)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)感應磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)和(he)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)四的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)以(yi)及木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)二的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)感應磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)十(shi)分相似(si)，這表明該(gai)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)可能也擁(yong)有一(yi)個高電(dian)導率的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)地(di)(di)(di)下海洋。由(you)(you)于木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)(san)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)部結構已經是徹底的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分化(hua)型，且擁(yong)有一(yi)顆(ke)金屬內(nei)核，所(suo)以(yi)其本(ben)(ben)身(shen)(shen)(shen)固有的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)生(sheng)方式可能與(yu)地(di)(di)(di)球磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)生(sheng)方式類(lei)(lei)似(si)：即(ji)是內(nei)核物質運動的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結果。如果磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)是基于發電(dian)機原理的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)物那么木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)(san)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)層(ceng)就(jiu)可能是由(you)(you)其內(nei)核的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)分對(dui)流(liu)運動所(suo)造成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。
盡(jin)管(guan)已知(zhi)木衛三(san)(san)擁有(you)一(yi)個鐵質內(nei)核，但是(shi)其(qi)磁(ci)(ci)層(ceng)仍然顯得很(hen)神秘，特別是(shi)為(wei)何其(qi)他與之大(da)小相同的(de)(de)(de)衛星(xing)都不擁有(you)磁(ci)(ci)層(ceng)。一(yi)些研究認為(wei)在木衛三(san)(san)這種相對較小的(de)(de)(de)體積下，其(qi)內(nei)核應該早已被充分冷(leng)卻以(yi)致內(nei)核的(de)(de)(de)流動(dong)和磁(ci)(ci)場(chang)的(de)(de)(de)產生都無以(yi)為(wei)繼(ji)。一(yi)種解釋聲稱(cheng)能(neng)夠(gou)引起星(xing)體表(biao)面構(gou)造變形的(de)(de)(de)軌道共(gong)振也能(neng)夠(gou)起到(dao)維持磁(ci)(ci)層(ceng)的(de)(de)(de)作(zuo)用：即(ji)木衛三(san)(san)的(de)(de)(de)軌道離心(xin)率和潮(chao)汐熱作(zuo)用由于某(mou)些軌道共(gong)振作(zuo)用而(er)出現(xian)增益，同時(shi)其(qi)地幔(man)(man)也起到(dao)了絕緣(yuan)內(nei)核，阻止其(qi)冷(leng)卻的(de)(de)(de)作(zuo)用另(ling)一(yi)種解釋認為(wei)是(shi)地幔(man)(man)中(zhong)的(de)(de)(de)硅酸鹽(yan)巖石中(zhong)殘(can)留的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)性造成(cheng)了這種磁(ci)(ci)層(ceng)。如果該衛星(xing)在過(guo)去(qu)曾經擁有(you)基(ji)于發(fa)電(dian)機原理產生的(de)(de)(de)強大(da)磁(ci)(ci)場(chang)，那么該理論(lun)就很(hen)有(you)可能(neng)行得通。
木(mu)(mu)衛(wei)三可(ke)能由木(mu)(mu)星(xing)次星(xing)云(yun)——即在木(mu)(mu)星(xing)形成(cheng)之(zhi)后環繞于其四周的(de)、由氣體和塵埃(ai)組(zu)成(cheng)的(de)圓(yuan)盤——的(de)吸(xi)積(ji)作(zuo)用所產生木(mu)(mu)衛(wei)三的(de)吸(xi)積(ji)過程持續了大約(yue)1萬(wan)年，相較暗的(de)尼克爾森區和較亮的(de)哈(ha)帕吉(ji)亞槽(cao)溝(gou)之(zhi)間可(ke)謂涇渭(wei)分明。
較(jiao)(jiao)于木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)四(si)的(de)10萬(wan)年(nian)短得(de)多。當伽利略衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)開(kai)(kai)始形(xing)成(cheng)之(zhi)(zhi)際，木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)次星(xing)(xing)(xing)(xing)云中(zhong)所(suo)含(han)的(de)氣體(ti)成(cheng)分(fen)已(yi)經相對較(jiao)(jiao)少(shao)；這(zhe)導致了(le)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)四(si)較(jiao)(jiao)長的(de)吸(xi)積時(shi)(shi)間(jian)。相反，由于木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)是緊接木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)之(zhi)(zhi)后形(xing)成(cheng)的(de)，這(zhe)時(shi)(shi)的(de)次星(xing)(xing)(xing)(xing)云還比較(jiao)(jiao)濃密(mi)，所(suo)以其吸(xi)積作用(yong)所(suo)耗時(shi)(shi)間(jian)較(jiao)(jiao)短。相對較(jiao)(jiao)短的(de)形(xing)成(cheng)時(shi)(shi)間(jian)使得(de)吸(xi)積過(guo)程中(zhong)產生的(de)熱(re)(re)量較(jiao)(jiao)少(shao)逃逸(yi)，這(zhe)些未逃逸(yi)的(de)熱(re)(re)量導致了(le)冰體(ti)的(de)融化和(he)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)內部結構的(de)分(fen)化：即巖(yan)(yan)石和(he)冰體(ti)相互分(fen)開(kai)(kai)，巖(yan)(yan)石沉入星(xing)(xing)(xing)(xing)體(ti)中(zhong)心形(xing)成(cheng)內核。在這(zhe)方面，木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)與木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)四(si)不(bu)同，后者由于其較(jiao)(jiao)長的(de)形(xing)成(cheng)時(shi)(shi)間(jian)而導致吸(xi)積熱(re)(re)逃逸(yi)殆(dai)盡，從而無法在初期融化冰體(ti)以及分(fen)化內部結構。這(zhe)一假說揭示了(le)為何質量和(he)構成(cheng)物質如此接近的(de)兩顆衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)看起(qi)來卻(que)如此得(de)不(bu)同。
在其(qi)形成之后，木(mu)衛(wei)三的(de)(de)(de)內(nei)(nei)(nei)核(he)還保存(cun)(cun)了(le)大部(bu)(bu)(bu)分(fen)在吸積(ji)過(guo)程和分(fen)化(hua)(hua)過(guo)程中(zhong)形成的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)量(liang)(liang)，它只(zhi)是緩(huan)慢(man)(man)的(de)(de)(de)將少量(liang)(liang)熱(re)(re)(re)(re)(re)量(liang)(liang)釋放至冰質地幔(man)層中(zhong)，就如同(tong)熱(re)(re)(re)(re)(re)電池(chi)的(de)(de)(de)運作(zuo)一般。接著(zhu)，地幔(man)又通(tong)過(guo)對(dui)流作(zuo)用將熱(re)(re)(re)(re)(re)量(liang)(liang)傳導至星體表面(mian)。不久巖石中(zhong)蘊含的(de)(de)(de)放射(she)性元素開(kai)始衰(shuai)變，產生的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)量(liang)(liang)進一步加(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re)了(le)內(nei)(nei)(nei)核(he)，從而加(jia)劇了(le)其(qi)內(nei)(nei)(nei)部(bu)(bu)(bu)結(jie)構的(de)(de)(de)分(fen)化(hua)(hua)，最(zui)終形成了(le)一個鐵-硫(liu)化(hua)(hua)亞鐵內(nei)(nei)(nei)核(he)和一個硅酸鹽(yan)地幔(man)。至此，木(mu)衛(wei)三內(nei)(nei)(nei)部(bu)(bu)(bu)結(jie)構徹底分(fen)化(hua)(hua)。與之相比較，未經內(nei)(nei)(nei)部(bu)(bu)(bu)結(jie)構分(fen)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)木(mu)衛(wei)四所產生的(de)(de)(de)放射(she)性熱(re)(re)(re)(re)(re)能(neng)只(zhi)能(neng)導致(zhi)其(qi)冰質內(nei)(nei)(nei)部(bu)(bu)(bu)的(de)(de)(de)對(dui)流，這種對(dui)流有效地冷卻了(le)星體，并阻止了(le)大規(gui)模的(de)(de)(de)冰體融化(hua)(hua)和內(nei)(nei)(nei)部(bu)(bu)(bu)結(jie)構的(de)(de)(de)快速分(fen)化(hua)(hua)，同(tong)時其(qi)最(zui)多只(zhi)能(neng)引起冰體與巖石的(de)(de)(de)部(bu)(bu)(bu)分(fen)分(fen)化(hua)(hua)。現今，木(mu)衛(wei)三的(de)(de)(de)冷卻過(guo)程仍十分(fen)緩(huan)慢(man)(man)。從起內(nei)(nei)(nei)核(he)和硅酸鹽(yan)地幔(man)所釋放出的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)量(liang)(liang)使得木(mu)衛(wei)三上的(de)(de)(de)地下海洋得以存(cun)(cun)在，同(tong)時只(zhi)是緩(huan)慢(man)(man)冷卻的(de)(de)(de)流動的(de)(de)(de)鐵-硫(liu)化(hua)(hua)亞鐵內(nei)(nei)(nei)核(he)仍在推動星體內(nei)(nei)(nei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)對(dui)流，并維持(chi)著(zhu)磁圈的(de)(de)(de)存(cun)(cun)在。木(mu)衛(wei)三的(de)(de)(de)對(dui)外熱(re)(re)(re)(re)(re)通(tong)量(liang)(liang)很可能(neng)高(gao)于木(mu)衛(wei)四。
木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)的(de)(de)(de)(de)軌(gui)(gui)道(dao)(dao)距離木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)107萬400千米，是伽利略衛(wei)星(xing)(xing)中距離木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)第三(san)(san)近(jin)的(de)(de)(de)(de)，其公轉(zhuan)周期(qi)為(wei)(wei)7天3小時。和(he)(he)大部分已知的(de)(de)(de)(de)木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)衛(wei)星(xing)(xing)一(yi)樣(yang)，木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)也(ye)為(wei)(wei)木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)所鎖定，永遠都以同一(yi)面(mian)面(mian)向木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)，木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)一(yi)、木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)二和(he)(he)木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)三(san)(san)者之間的(de)(de)(de)(de)拉普(pu)拉斯共振狀(zhuang)態(tai)。它的(de)(de)(de)(de)軌(gui)(gui)道(dao)(dao)離心率很小，軌(gui)(gui)道(dao)(dao)傾(qing)角(jiao)也(ye)很小，接近(jin)于木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)赤道(dao)(dao)，同時在數百年(nian)的(de)(de)(de)(de)周期(qi)里，軌(gui)(gui)道(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)離心率和(he)(he)傾(qing)角(jiao)還會(hui)以周期(qi)函數的(de)(de)(de)(de)形式受到太陽和(he)(he)木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)引力(li)攝動的(de)(de)(de)(de)影響。變(bian)化(hua)范圍分別為(wei)(wei)0.0009-0.0022和(he)(he)0.05-0.32°這種(zhong)軌(gui)(gui)道(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)變(bian)化(hua)使(shi)得(de)其轉(zhuan)軸傾(qing)角(jiao)在0-0.33°之間變(bian)化(hua)。
木(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)和木(mu)(mu)(mu)衛(wei)二(er)、木(mu)(mu)(mu)衛(wei)一保持(chi)著(zhu)軌道共振(zhen)關系(xi)：即(ji)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)每(mei)公(gong)轉一周，木(mu)(mu)(mu)衛(wei)二(er)即(ji)公(gong)轉兩周、木(mu)(mu)(mu)衛(wei)一公(gong)轉四周當木(mu)(mu)(mu)衛(wei)二(er)位(wei)于近拱(gong)點、木(mu)(mu)(mu)衛(wei)一位(wei)于遠拱(gong)點時，兩者之間會出(chu)現上合現象；而當木(mu)(mu)(mu)衛(wei)二(er)位(wei)于近拱(gong)點時，它和木(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)
之間(jian)也會(hui)出(chu)現(xian)上合現(xian)象。木衛(wei)一和木衛(wei)二，木衛(wei)三(san)(san)的上合位(wei)置會(hui)以相同速(su)率(lv)(lv)移動，遂三(san)(san)者之間(jian)有可(ke)能出(chu)現(xian)三(san)(san)星合現(xian)象。這(zhe)種復雜的軌道共(gong)振被稱為(wei)拉普拉斯共(gong)振。現(xian)今的拉普拉斯共(gong)振并無法將木衛(wei)三(san)(san)的軌道離心率(lv)(lv)提(ti)升到一個更(geng)高的值。
0.0013的(de)(de)(de)(de)離(li)(li)心(xin)(xin)率(lv)(lv)值(zhi)(zhi)可(ke)能是早期殘留下來的(de)(de)(de)(de)——當時軌道離(li)(li)心(xin)(xin)率(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)提升(sheng)是有(you)可(ke)能的(de)(de)(de)(de)。但是木衛(wei)三(san)(san)的(de)(de)(de)(de)軌道離(li)(li)心(xin)(xin)率(lv)(lv)仍然(ran)讓人(ren)困惑：如果在現階段其離(li)(li)心(xin)(xin)率(lv)(lv)值(zhi)(zhi)無法提升(sheng)，則必然(ran)得表(biao)明(ming)在其內(nei)部(bu)的(de)(de)(de)(de)潮汐耗(hao)(hao)散作(zuo)用下，它的(de)(de)(de)(de)離(li)(li)心(xin)(xin)率(lv)(lv)值(zhi)(zhi)正(zheng)在逐漸損耗(hao)(hao)。這意味著離(li)(li)心(xin)(xin)率(lv)(lv)值(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)最后一(yi)次損耗(hao)(hao)就(jiu)發生在數(shu)億年之前。由于現今(jin)木衛(wei)三(san)(san)軌道的(de)(de)(de)(de)離(li)(li)心(xin)(xin)率(lv)(lv)相(xiang)(xiang)對較低——平均只有(you)0.0015，所以(yi)現今(jin)木衛(wei)三(san)(san)的(de)(de)(de)(de)潮汐熱也應(ying)該相(xiang)(xiang)應(ying)的(de)(de)(de)(de)十分微弱(ruo)。但是在過去，木衛(wei)三(san)(san)可(ke)能已(yi)經經歷過了(le)一(yi)種或多種類(lei)拉(la)普拉(la)斯共振，從而使得其軌道離(li)(li)心(xin)(xin)率(lv)(lv)能達到0.01-0.02的(de)(de)(de)(de)高值(zhi)(zhi)。
這(zhe)可(ke)能(neng)在木(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)(san)內部引起了顯著的(de)(de)(de)(de)(de)潮汐熱效(xiao)應(ying)；而這(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)多(duo)階段的(de)(de)(de)(de)(de)內部加熱最終(zhong)造成(cheng)了現(xian)(xian)今(jin)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)(san)表面的(de)(de)(de)(de)(de)槽溝地形(xing)人們還無法(fa)確切知(zhi)曉木(mu)(mu)(mu)衛(wei)一(yi)(yi)、木(mu)(mu)(mu)衛(wei)二(er)(er)和(he)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)(san)之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)(de)拉普拉斯共振(zhen)是如(ru)何形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)。現(xian)(xian)今(jin)存在兩種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)假說：一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)認為這(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)狀態在太陽(yang)系形(xing)成(cheng)之(zhi)初即已存在；另一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)認為這(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)狀態是在太陽(yang)系形(xing)成(cheng)之(zhi)后才發展出來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)。一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)可(ke)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)過程如(ru)下：首(shou)先(xian)是由于木(mu)(mu)(mu)星的(de)(de)(de)(de)(de)潮汐效(xiao)應(ying)，致(zhi)使木(mu)(mu)(mu)衛(wei)一(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)(dao)向(xiang)外推(tui)移，直至(zhi)某一(yi)(yi)點(dian)與木(mu)(mu)(mu)衛(wei)二(er)(er)發生(sheng)2:1的(de)(de)(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)(dao)共振(zhen)；之(zhi)后其軌(gui)道(dao)(dao)繼續(xu)向(xiang)外推(tui)移，同時(shi)將(jiang)部分的(de)(de)(de)(de)(de)旋轉力矩轉移給木(mu)(mu)(mu)衛(wei)二(er)(er)，從而也引起了后者的(de)(de)(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)(dao)向(xiang)外推(tui)移；這(zhe)個(ge)過程持續(xu)進行直到木(mu)(mu)(mu)衛(wei)二(er)(er)到達某一(yi)(yi)點(dian)與木(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)(san)形(xing)成(cheng)2:1的(de)(de)(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)(dao)共振(zhen)。最終(zhong)三(san)(san)(san)者之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)(de)兩對上合(he)現(xian)(xian)象的(de)(de)(de)(de)(de)位置(zhi)移動(dong)速(su)率保持一(yi)(yi)致(zhi)形(xing)成(cheng)拉普拉斯共振(zhen)。
第(di)一批是先(xian)驅(qu)(qu)者(zhe)10號和先(xian)驅(qu)(qu)者(zhe)11號，兩者(zhe)傳回的(de)(de)關于木衛(wei)三的(de)(de)信息較少。之后(hou)旅行者(zhe)1號和旅行者(zhe)2號于1979年(nian)飛掠過木衛(wei)三。它們精確測定了它的(de)(de)大(da)小，最(zui)終證明它的(de)(de)體(ti)積要大(da)于土衛(wei)六，后(hou)者(zhe)曾(ceng)被認為(wei)大(da)于前者(zhe)。此(ci)外，這兩艘飛船還發現了木衛(wei)三上(shang)的(de)(de)槽(cao)溝(gou)地形。
1995年，伽利略(lve)(lve)號(hao)進入(ru)環木(mu)(mu)(mu)星(xing)軌道(dao)。在(zai)(zai)1996年至2000年間，它(ta)共6次(ci)(ci)近(jin)距離飛(fei)掠(lve)過(guo)(guo)木(mu)(mu)(mu)衛三(san)。這6次(ci)(ci)飛(fei)掠(lve)被命(ming)名(ming)為G1，G2，G7，G8，G28，G29。在(zai)(zai)最(zui)接近(jin)的(de)(de)一次(ci)(ci)飛(fei)掠(lve)——G2——中(zhong)(zhong)，伽利略(lve)(lve)號(hao)距離木(mu)(mu)(mu)衛三(san)表面(mian)僅264千米。在(zai)(zai)1996年的(de)(de)G1飛(fei)掠(lve)中(zhong)(zhong)，它(ta)發(fa)現(xian)(xian)(xian)了(le)(le)木(mu)(mu)(mu)衛三(san)的(de)(de)磁場。后(hou)來又發(fa)現(xian)(xian)(xian)了(le)(le)木(mu)(mu)(mu)衛三(san)的(de)(de)地下海洋，并(bing)于(yu)2001年對外(wai)公布(bu)。伽利略(lve)(lve)號(hao)傳回了(le)(le)大量的(de)(de)光譜圖(tu)像，并(bing)在(zai)(zai)木(mu)(mu)(mu)衛三(san)表面(mian)發(fa)現(xian)(xian)(xian)了(le)(le)數種非冰化合(he)物(wu)。前往(wang)近(jin)距離探(tan)測木(mu)(mu)(mu)衛三(san)的(de)(de)探(tan)測器(qi)是新視野(ye)號(hao)，它(ta)于(yu)2007年在(zai)(zai)前往(wang)冥王星(xing)的(de)(de)途中(zhong)(zhong)飛(fei)掠(lve)過(guo)(guo)了(le)(le)木(mu)(mu)(mu)衛三(san)，并(bing)在(zai)(zai)加速過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)拍攝了(le)(le)木(mu)(mu)(mu)衛三(san)的(de)(de)地形(xing)圖(tu)和(he)構成(cheng)圖(tu)。
2009年2月(yue)，美國航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)局(ju)(ju)和(he)(he)歐(ou)洲空(kong)間局(ju)(ju)確認該計(ji)劃(hua)將優先于(yu)“土(tu)衛六(liu)-土(tu)星(xing)計(ji)劃(hua)”得(de)以實(shi)施。木(mu)(mu)(mu)衛二(er)-木(mu)(mu)(mu)星(xing)計(ji)劃(hua)”包括(kuo)美國航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)局(ju)(ju)主持的(de)“木(mu)(mu)(mu)星(xing)-木(mu)(mu)(mu)衛二(er)軌(gui)道(dao)飛(fei)行器(qi)”和(he)(he)歐(ou)洲空(kong)間局(ju)(ju)主持的(de)“木(mu)(mu)(mu)星(xing)-木(mu)(mu)(mu)衛三(san)軌(gui)道(dao)飛(fei)行器(qi)”，可能還包括(kuo)日(ri)本宇宙航(hang)空(kong)研究開發(fa)機構主持的(de)“木(mu)(mu)(mu)星(xing)磁(ci)場探測器(qi)”。 已被(bei)(bei)取消的(de)環木(mu)(mu)(mu)衛三(san)軌(gui)道(dao)探測計(ji)劃(hua)是木(mu)(mu)(mu)星(xing)冰月(yue)軌(gui)道(dao)器(qi)。原計(ji)劃(hua)使用核(he)裂變反(fan)應堆作為其(qi)動力來(lai)源，這將使其(qi)能夠(gou)對木(mu)(mu)(mu)衛三(san)進(jin)行詳(xiang)細勘查(cha)。但是由(you)于(yu)預算裁剪(jian)，該計(ji)劃(hua)于(yu)2005年被(bei)(bei)取消。另外還有(you)一個(ge)被(bei)(bei)取消的(de)計(ji)劃(hua)被(bei)(bei)稱為“宏偉(wei)的(de)木(mu)(mu)(mu)衛三(san)”（The Grandeur of Ganymede）。
2015年03月12日(ri)(ri)，美國國家航空航天局(NASA)宣布，美國宇航局哈勃(bo)太空望遠鏡近日(ri)(ri)觀測到木(mu)衛(wei)(wei)三磁場產生的(de)(de)極(ji)光現象，并測量出木(mu)衛(wei)(wei)三冰層下方存在具有一(yi)定鹽(yan)度的(de)(de)咸水海(hai)洋。
根據測算，這片(pian)地下海洋(yang)深(shen)度約為10萬米(mi)，相當于(yu)地球上最深(shen)海洋(yang)的10倍(bei)多。它存在于(yu)150千米(mi)厚(hou)、主要由(you)冰層組成(cheng)的地表下。
木星最大(da)的(de)(de)衛(wei)(wei)星----木衛(wei)(wei)三(san)也是它擁有(you)的(de)(de)唯一一顆有(you)強磁(ci)場的(de)(de)衛(wei)(wei)星。科(ke)學(xue)家利用哈勃(bo)太空望遠(yuan)鏡獲得的(de)(de)數千張圖片，發現在(zai)木星極(ji)區看(kan)到的(de)(de)非常壯觀的(de)(de)極(ji)光，是在(zai)木衛(wei)(wei)三(san)的(de)(de)磁(ci)氣(qi)圈產生的(de)(de)引(yin)力影響下形成(cheng)的(de)(de)，
木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三和非常活躍的(de)木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)一在圍繞木(mu)(mu)星運行時，會與這顆行星的(de)等離子體相互作(zuo)用，在木(mu)(mu)星極區產生明亮(liang)的(de)斑(ban)點(dian)這些亮(liang)斑(ban)被稱作(zuo)“極光(guang)(guang)足印(auroral footprints)”。然而，直到現在也沒有(you)人知(zhi)道木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三的(de)足跡到底(di)有(you)多(duo)大以及為什么木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三會導致木(mu)(mu)星極區產生美麗壯(zhuang)觀的(de)極光(guang)(guang)。
研究人員通過分析哈勃太空望遠鏡拍攝的(de)(de)(de)(de)(de)圖(tu)片(pian)，測量(liang)(liang)出木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)三腳印的(de)(de)(de)(de)(de)確切大(da)小(xiao)他(ta)們(men)認為(wei)這(zhe)些(xie)(xie)斑點(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)面積太大(da)根本不是衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)在這(zhe)顆行星(xing)(xing)(xing)上的(de)(de)(de)(de)(de)投影，而(er)且它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)直徑跟木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)三的(de)(de)(de)(de)(de)保護性(xing)磁(ci)(ci)場的(de)(de)(de)(de)(de)直徑非常相符(fu)。科(ke)學家還測量(liang)(liang)了(le)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)一極光(guang)足印的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)小(xiao)及形狀這(zhe)是由(you)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)一上活躍的(de)(de)(de)(de)(de)火山噴發出來的(de)(de)(de)(de)(de)帶電粒子造(zao)成的(de)(de)(de)(de)(de)比利(li)時列日大(da)學(University of Liege)的(de)(de)(de)(de)(de)天體(ti)物理學家丹尼斯·格倫(lun)頓(dun)特(Denis Grodent)說(shuo)：“這(zhe)些(xie)(xie)極光(guang)結構中的(de)(de)(de)(de)(de)每一個都在告訴(su)我們(men)一個正在進(jin)(jin)行中的(de)(de)(de)(de)(de)故事——在遙遠的(de)(de)(de)(de)(de)木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)上正進(jin)(jin)行著(zhu)大(da)規模(mo)能量(liang)(liang)傳輸。通過分析這(zhe)些(xie)(xie)極光(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)確切位(wei)置，以及木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)一和木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)三圍(wei)繞木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)運(yun)行時，它(ta)們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)形狀及亮度發生的(de)(de)(de)(de)(de)改(gai)變，我們(men)已經制作(zuo)出迄今(jin)為(wei)止最(zui)為(wei)詳細(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)模(mo)擬圖(tu)模(mo)仿木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)與這(zhe)些(xie)(xie)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)之間的(de)(de)(de)(de)(de)電磁(ci)(ci)作(zuo)用。”格倫(lun)頓(dun)特在德國舉(ju)行的(de)(de)(de)(de)(de)歐(ou)洲行星(xing)(xing)(xing)科(ke)學大(da)會上詳細(xi)介(jie)紹了(le)這(zhe)項研究結果(guo)，
格倫(lun)頓特和他的(de)(de)(de)科研組除(chu)了把木(mu)衛(wei)三的(de)(de)(de)極光(guang)(guang)足印與(yu)它的(de)(de)(de)磁(ci)場結合(he)在一起外還意外在這(zhe)顆衛(wei)星極光(guang)(guang)的(de)(de)(de)亮度方面發現周期性變化，這(zhe)些變化發生在三個(ge)不同時刻。研究人員認為，每次變化都反映了木(mu)星的(de)(de)(de)等離子體與(yu)木(mu)衛(wei)三的(de)(de)(de)磁(ci)場之間(jian)發生了相互(hu)作用，但是(shi)至(zhi)今(jin)他們也不清楚是(shi)什么(me)引起這(zhe)種相互(hu)作用的(de)(de)(de)。
研(yan)究負責人、約翰(han)-霍(huo)普金斯大學應(ying)用物理實驗室的韋斯-帕特森(sen)表示：“通過(guo)繪制(zhi)木衛(wei)三表面(mian)圖，我們(men)可(ke)更準確地解答這顆真正獨一無(wu)二衛(wei)星的形成和演變等科(ke)學問題。”
這(zhe)張地(di)圖由(you)美國地(di)質(zhi)調(diao)查局(ju)公(gong)布，從(cong)技術上闡述了(le)木衛(wei)三表面(mian)各(ge)種各(ge)樣的地(di)質(zhi)特(te)征，是第一張完整的冰冷的外(wai)行星(xing)衛(wei)星(xing)地(di)圖。帕(pa)特(te)森、柯林斯和同(tong)事們用美國宇航局(ju)旅(lv)行者(zhe)和伽利略太空探測器捕捉到(dao)的圖像(xiang)制(zhi)作出這(zhe)張地(di)圖。
從1610年1月木衛三(san)被發現以來，它就成為反復觀(guan)測的(de)(de)焦點。科(ke)學家用地(di)球(qiu)望遠鏡第一次觀(guan)測木衛三(san)，然后(hou)用飛(fei)近探測和(he)(he)環繞木星飛(fei)行的(de)(de)航天器進行觀(guan)測。這些研究發現了(le)一個(ge)復雜的(de)(de)冰冷世界(jie)。它的(de)(de)表(biao)面以兩個(ge)主要地(di)形類型間的(de)(de)鮮明對比為特征(zheng)。這兩種(zhong)地(di)形是(shi)又黑(hei)又冷的(de)(de)多(duo)隕石坑地(di)區和(he)(he)更(geng)亮(liang)更(geng)年輕(但依然十分古老(lao))的(de)(de)地(di)區，后(hou)者以大量溝槽和(he)(he)山(shan)脊為特征(zheng)。
木衛(wei)三直徑3280英里(約合5262公里)，比行星(xing)(xing)水星(xing)(xing)和(he)(he)矮行星(xing)(xing)冥王星(xing)(xing)都大(da)。它還是已(yi)知太陽(yang)系中唯一一顆擁有自己磁層的(de)(de)衛(wei)星(xing)(xing)。這張地圖詳(xiang)細(xi)闡述(shu)了木衛(wei)三形成和(he)(he)在太陽(yang)系大(da)部分歷史中演(yan)變(bian)的(de)(de)地質特(te)征。這些地質特(te)征記錄下木衛(wei)三內部演(yan)變(bian)、木衛(wei)三動力(li)學和(he)(he)其他伽利略衛(wei)星(xing)(xing)間相互作(zuo)用以及撞擊木衛(wei)三表面(mian)小天(tian)體演(yan)變(bian)的(de)(de)證據。
這張新地(di)圖是(shi)研究人(ren)員比較其他冰(bing)冷衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)地(di)質(zhi)特征(zheng)的(de)(de)重要工具，因為(wei)在其他冰(bing)冷衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)上發現的(de)(de)任何(he)特征(zheng)類型(xing)都和(he)木衛(wei)(wei)(wei)三某個地(di)方的(de)(de)特征(zheng)相(xiang)似。木衛(wei)(wei)(wei)三表面(mian)是(shi)地(di)球(qiu)所有陸地(di)面(mian)積的(de)(de)一半以上。這顆衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)為(wei)科(ke)學家(jia)提(ti)供各種各樣(yang)的(de)(de)觀測(ce)地(di)點。柯林斯說：“木衛(wei)(wei)(wei)三表現出古老和(he)最近形成(cheng)的(de)(de)地(di)質(zhi)特征(zheng)。除了(le)地(di)質(zhi)多樣(yang)性，它還增加了(le)歷史多樣(yang)性。”
伽利(li)略發現其他(ta)行(xing)星(xing)(xing)也(ye)有衛(wei)(wei)星(xing)(xing)，證實了地(di)球不(bu)是宇宙(zhou)中唯一有衛(wei)(wei)星(xing)(xing)的(de)行(xing)星(xing)(xing)，還證明了尼古拉·哥白(bai)尼的(de)“日心(xin)說(shuo)”是正確的(de)。
使用簡單的(de)望遠鏡，依(yi)靠單獨研究，伽(jia)利略讓人(ren)(ren)們(men)很(hen)好地認識了太陽系、星系和浩瀚的(de)宇宙。他制(zhi)作的(de)望遠鏡使人(ren)(ren)們(men)觀察到以前難以觀察到的(de)太空景(jing)象，加深了人(ren)(ren)們(men)對(dui)宇宙的(de)理解(jie)。
巧笑倩兮 
