木(mu)衛三（蓋尼米得，Ganymede，Γανυμ?δη?）是圍繞(rao)木(mu)星運(yun)轉的(de)一(yi)顆衛星，公轉周期約(yue)為(wei)7天。按距(ju)離木(mu)星從近到(dao)遠排序，在(zai)(zai)木(mu)星的(de)所有衛星中排第(di)七，在(zai)(zai)伽利(li)略衛星中排第(di)三。它與木(mu)衛二及木(mu)衛一(yi)保持著1:2:4的(de)軌道共振關系。
木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三是(shi)太(tai)(tai)陽系(xi)(xi)中最(zui)大(da)的(de)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)。直徑大(da)于(yu)(yu)(yu)水星(xing)(xing)(xing)(xing)，質量(liang)約為水星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)一(yi)半，木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三主要(yao)由硅酸(suan)鹽(yan)巖石和冰(bing)體構成(cheng)，星(xing)(xing)(xing)(xing)體分(fen)層明顯，擁有(you)(you)一(yi)個富鐵的(de)、流動性的(de)內核(he)。體積大(da)于(yu)(yu)(yu)水星(xing)(xing)(xing)(xing)，是(shi)太(tai)(tai)陽系(xi)(xi)中已知的(de)唯一(yi)擁有(you)(you)磁(ci)圈(quan)的(de)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)。木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三最(zui)先并(bing)非伽(jia)(jia)利(li)略所(suo)發(fa)(fa)(fa)現。在(zai)公元(yuan)前(qian)400年到公元(yuan)前(qian)360年之(zhi)間（最(zui)有(you)(you)可(ke)能的(de)是(shi)在(zai)公元(yuan)前(qian)364年夏天(tian)(tian)）依據《唐開元(yuan)占(zhan)經》引錄甘(gan)德(de)論及木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)時所(suo)說的(de)話：“若有(you)(you)小(xiao)赤星(xing)(xing)(xing)(xing)附于(yu)(yu)(yu)其側”，著(zhu)名天(tian)(tian)文學(xue)史家(jia)(jia)席澤(ze)宗(zong)先生(sheng)指出：甘(gan)德(de)在(zai)公元(yuan)前(qian)4世紀中葉就(jiu)觀測(ce)到了(le)(le)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)最(zui)后(hou)的(de)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)二。而對(dui)于(yu)(yu)(yu)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)發(fa)(fa)(fa)現，近代是(shi)在(zai)17世紀初望(wang)遠鏡發(fa)(fa)(fa)明之(zhi)后(hou)，由意大(da)利(li)大(da)科學(xue)家(jia)(jia)伽(jia)(jia)利(li)略（Galilei）于(yu)(yu)(yu)1610年用它觀測(ce)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)時才(cai)發(fa)(fa)(fa)現的(de)。甘(gan)德(de)早伽(jia)(jia)利(li)略近兩千年，而且在(zai)沒有(you)(you)望(wang)遠鏡的(de)條件，僅憑肉(rou)眼就(jiu)發(fa)(fa)(fa)現了(le)(le)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)，這真是(shi)一(yi)個奇跡(ji)。而后(hou)，天(tian)(tian)文學(xue)家(jia)(jia)西門(men)·馬里烏斯(si)以希臘神(shen)話中宙斯(si)的(de)愛人伽(jia)(jia)倪墨得斯(si)為之(zhi)命(ming)名。旅行者號航天(tian)(tian)器精確地測(ce)量(liang)了(le)(le)該衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)大(da)小(xiao)，伽(jia)(jia)利(li)略號探測(ce)器則發(fa)(fa)(fa)現了(le)(le)它地下海洋和磁(ci)場(chang)。
2015年3月12日(ri)，美國(guo)國(guo)家航空航天局宣布，太(tai)陽(yang)系最大衛(wei)星木衛(wei)三的冰(bing)蓋下有(you)一片咸水(shui)海洋，液態(tai)水(shui)含量超過地球(qiu)。
在公元(yuan)前(qian)400年(nian)到(dao)公元(yuan)前(qian)360年(nian)之間（最有可能的(de)是在公元(yuan)前(qian)364年(nian)夏(xia)天），中國(guo)戰國(guo)時期的(de)甘德就已(yi)經(jing)發現了木衛(wei)三，比(bi)伽(jia)利略(lve)早(zao)了2000多年(nian)。
1610年1月(yue)(yue)11日，伽(jia)利(li)略·伽(jia)利(li)萊觀(guan)測到三顆靠近木星的星體(ti)；第(di)二天(tian)晚上，他(ta)注意到這三顆星體(ti)發(fa)(fa)生了(le)位移接著他(ta)又發(fa)(fa)現了(le)第(di)四顆星體(ti)，即(ji)后(hou)來的木衛(wei)三。至1610年1月(yue)(yue)15日晚，伽(jia)利(li)略確定這些(xie)星體(ti)是圍繞木星運(yun)行的。他(ta)聲(sheng)稱(cheng)有權為這些(xie)衛(wei)星命(ming)(ming)名，并曾考慮過“科斯米(mi)安衛(wei)星”（Cosmian Stars）的名字，但最終(zhong)將(jiang)之命(ming)(ming)名為“美第(di)奇衛(wei)星”(Medicean Stars)。
法(fa)國天(tian)文(wen)(wen)學家(jia)尼(ni)古拉(la)斯(si)(si)(si)·克勞迪·法(fa)布里·德(de)·佩瑞斯(si)(si)(si)特(te)建議(yi)為(wei)美第奇(qi)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)家(jia)族的(de)(de)(de)(de)各顆(ke)(ke)(ke)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)分別命(ming)(ming)(ming)名(ming)(ming)，但是其(qi)建議(yi)未被(bei)采納(na)。原本宣稱(cheng)其(qi)最初發現伽利略(lve)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)西門·馬(ma)(ma)里烏(wu)斯(si)(si)(si)曾試圖將這幾顆(ke)(ke)(ke)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)命(ming)(ming)(ming)名(ming)(ming)為(wei)“朱(zhu)(zhu)(zhu)庇特(te)的(de)(de)(de)(de)薩圖爾努斯(si)(si)(si)”（Saturn of Jupiter）、“朱(zhu)(zhu)(zhu)庇特(te)的(de)(de)(de)(de)朱(zhu)(zhu)(zhu)庇特(te)”（Jupiter of Jupiter，即(ji)指(zhi)木(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)三）、“朱(zhu)(zhu)(zhu)庇特(te)的(de)(de)(de)(de)維納(na)斯(si)(si)(si)”（Venus of Jupiter）和(he)“朱(zhu)(zhu)(zhu)庇特(te)的(de)(de)(de)(de)墨丘利”（Mercury of Jupiter）但也從未被(bei)采用后來有(you)建議(yi)以希臘神話中神的(de)(de)(de)(de)斟酒者、宙(zhou)斯(si)(si)(si)的(de)(de)(de)(de)愛人(ren)(ren)蓋尼(ni)米得(de)為(wei)之(zhi)命(ming)(ming)(ming)名(ming)(ming)。這種命(ming)(ming)(ming)名(ming)(ming)法(fa)在相(xiang)當長(chang)的(de)(de)(de)(de)時期內并(bing)沒有(you)被(bei)普遍接受，直至20世紀中期才得(de)到普遍使用在早期的(de)(de)(de)(de)天(tian)文(wen)(wen)學文(wen)(wen)獻(xian)中，該衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)均以羅馬(ma)(ma)數字(zi)作為(wei)指(zhi)代（該體系(xi)由伽利略(lve)提出）即(ji)被(bei)稱(cheng)為(wei)木(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)三（Jupiter III ）或(huo)“朱(zhu)(zhu)(zhu)庇特(te)的(de)(de)(de)(de)第三顆(ke)(ke)(ke)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)”（third satellite of Jupiter）。后來隨著土(tu)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)群的(de)(de)(de)(de)發現，基于開普勒和(he)馬(ma)(ma)里烏(wu)斯(si)(si)(si)建議(yi)的(de)(de)(de)(de)命(ming)(ming)(ming)名(ming)(ming)系(xi)統(tong)開始(shi)被(bei)用于指(zhi)稱(cheng)木(mu)星(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)。木(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)三是伽利略(lve)衛(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)中唯一(yi)一(yi)顆(ke)(ke)(ke)以男(nan)性人(ren)(ren)物名(ming)(ming)字(zi)命(ming)(ming)(ming)名(ming)(ming)的(de)(de)(de)(de)。
軌道參數：
所屬行星：木星
平均半(ban)徑：1,070,400km（0.007155 AU）
離心率：0.003
近拱(gong)點(dian)：1,069,200km（0.007147 AU）
遠(yuan)拱(gong)點：1,071,600km（0.007163 AU）
公轉周(zhou)期(qi)：6天（0.012599年）
公(gong)轉(zhuan)速度：平均10.880km/s
軌道傾角(jiao)：2.21（黃道夾(jia)角(jiao)）0.20（木星赤(chi)道夾(jia)角(jiao)）
物理性質：
平均半(ban)徑：2,631.2km（地球(qiu)的0.413倍）
表面積：87.000,000平(ping)方千(qian)米（地球的(de)0.12倍）
體(ti)積：7.6×101?（地球的0.0705倍））
質量：1.4819×1023（地(di)球的0.025倍）
平均密度(du)：4g/cm
表面(mian)引(yin)力：1.428m/s
逃逸速度：3km/s
自轉周期：7天
轉軸傾角：0-0.33
反(fan)照率：0.43±0.02
表面溫度：最高(gao)122K 平均99K 最低：22k
視(shi)星等∶5（oppositition）
大氣壓：極小
大氣成(cheng)份：氧氣，原子氧，臭氧
木(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)是(shi)太陽系中已知的(de)(de)唯一(yi)(yi)(yi)一(yi)(yi)(yi)顆擁有磁圈(quan)的(de)(de)衛(wei)星(xing)(xing)，其(qi)磁圈(quan)可能(neng)是(shi)由(you)富(fu)鐵的(de)(de)流(liu)動(dong)(dong)內核(he)的(de)(de)對流(liu)運(yun)動(dong)(dong)所(suo)產(chan)生的(de)(de)。其(qi)中的(de)(de)少量磁圈(quan)與木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)的(de)(de)更(geng)為(wei)龐大(da)的(de)(de)磁場相交(jiao)迭，從而產(chan)生了向外擴散的(de)(de)場線。木(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)擁有一(yi)(yi)(yi)層(ceng)(ceng)稀薄的(de)(de)含(han)(han)氧大(da)氣(qi)層(ceng)(ceng)其(qi)中含(han)(han)有原子氧，氧氣(qi)和臭氧，同時(shi)原子氫(qing)也是(shi)大(da)氣(qi)的(de)(de)構(gou)成(cheng)(cheng)成(cheng)(cheng)分之(zhi)一(yi)(yi)(yi)而木(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)上(shang)是(shi)否擁有電離(li)層(ceng)(ceng)還尚(shang)未確定。木(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)主要由(you)硅酸鹽巖石和冰(bing)體(ti)(ti)構(gou)成(cheng)(cheng)星(xing)(xing)體(ti)(ti)分層(ceng)(ceng)明顯，擁有一(yi)(yi)(yi)個(ge)富(fu)鐵的(de)(de)、流(liu)動(dong)(dong)性的(de)(de)內核(he)。科學家推測(ce)在(zai)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)表(biao)面之(zhi)下200千(qian)米處存(cun)在(zai)一(yi)(yi)(yi)個(ge)被(bei)夾在(zai)兩層(ceng)(ceng)冰(bing)體(ti)(ti)之(zhi)間的(de)(de)咸(xian)水(shui)海洋。木(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)表(biao)面存(cun)在(zai)兩種(zhong)主要地形(xing)：其(qi)中較(jiao)暗的(de)(de)地區約占星(xing)(xing)體(ti)(ti)總面積的(de)(de)三(san)分之(zhi)一(yi)(yi)(yi)其(qi)間密布著撞擊坑，地質年(nian)齡估(gu)計有40億年(nian)之(zhi)久；其(qi)余地區較(jiao)為(wei)明亮(liang)縱橫交(jiao)錯(cuo)著大(da)量的(de)(de)槽溝和山脊(ji)，其(qi)地質年(nian)齡較(jiao)前者(zhe)稍小。明亮(liang)地區的(de)(de)破碎(sui)地質構(gou)造(zao)的(de)(de)產(chan)生原因至今仍(reng)是(shi)一(yi)(yi)(yi)個(ge)謎，有可能(neng)是(shi)潮(chao)汐熱所(suo)導致的(de)(de)構(gou)造(zao)活(huo)動(dong)(dong)造(zao)成(cheng)(cheng)的(de)(de)。
木衛三(san)是太陽系(xi)中已知的(de)唯(wei)一(yi)擁(yong)有(you)磁(ci)圈的(de)衛星(xing)。它擁(yong)有(you)一(yi)層稀(xi)薄的(de)含(han)氧大氣(qi)層，其(qi)中含(han)有(you)原子氧，氧氣(qi)和(he)臭(chou)氧。而木衛三(san)上是否擁(yong)有(you)電離(li)層還(huan)尚(shang)未確定。
木衛三內部(bu)結構木衛三的平均密度(du)為1.936g/cm3，表明它是由近乎(hu)等量的巖石和水構成的，后者主要(yao)以冰(bing)體形式存在冰(bing)體的質(zhi)量占衛星總質(zhi)量的46-50%，
比之木衛(wei)四稍(shao)低。此外可(ke)能(neng)還存在(zai)某些不穩定的(de)冰體，如氨的(de)冰體。木衛(wei)三(san)巖石(shi)的(de)確切構成還不為人知，但是很(hen)可(ke)能(neng)接(jie)近于L型或LL型普通(tong)球粒隕(yun)石(shi)，這(zhe)兩類隕(yun)石(shi)較(jiao)(jiao)之H球粒隕(yun)石(shi)，所含(han)的(de)全(quan)鐵(tie)(tie)和金屬(shu)鐵(tie)(tie)較(jiao)(jiao)少，而鐵(tie)(tie)氧化物(wu)較(jiao)(jiao)多在(zai)木衛(wei)三(san)上，以質量計，鐵(tie)(tie)和硅的(de)豐度(du)比為1.05-1.27，而在(zai)太(tai)陽中，則為1.8。
木衛三表(biao)面的(de)(de)反照(zhao)率(lv)約為(wei)0.43。冰體(ti)(ti)水(shui)(shui)廣泛(fan)存在(zai)于其表(biao)面，比重(zhong)達到50-90%，高出整(zheng)體(ti)(ti)比重(zhong)許(xu)多。利(li)用近(jin)紅外(wai)(wai)光譜學(xue)，科學(xue)家(jia)們在(zai)1.04、1.25、1.5、2.0和(he)3.0微米(mi)波長段發現(xian)了(le)(le)(le)強烈的(de)(de)冰體(ti)(ti)水(shui)(shui)的(de)(de)吸附帶。明亮(liang)地(di)帶的(de)(de)槽溝構造可能含有(you)較多的(de)(de)冰體(ti)(ti)，故顯得較為(wei)明亮(liang)。除了(le)(le)(le)水(shui)(shui)外(wai)(wai)，對伽利(li)略號(hao)和(he)地(di)基(ji)觀(guan)測(ce)站(zhan)拍攝的(de)(de)高分辨率(lv)近(jin)紅外(wai)(wai)光譜和(he)紫外(wai)(wai)線光譜結果(guo)的(de)(de)分析也(ye)顯示了(le)(le)(le)其他(ta)物質(zhi)的(de)(de)存在(zai)，包(bao)(bao)括二氧化碳、二氧化硫，也(ye)可能還包(bao)(bao)括氰、硫酸氫鹽(yan)和(he)多種(zhong)有(you)機化合物。此(ci)外(wai)(wai)伽利(li)略號(hao)還在(zai)木衛三表(biao)面發現(xian)了(le)(le)(le)硫酸鎂、硫酸鈉等(deng)物質(zhi)這些鹽(yan)類物質(zhi)可能來自于地(di)表(biao)之(zhi)下的(de)(de)海洋
木(mu)衛(wei)(wei)三(san)的(de)(de)(de)(de)表(biao)面是不(bu)對(dui)稱(cheng)的(de)(de)(de)(de)：其(qi)同軌(gui)道(dao)方向的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)面要亮于(yu)逆(ni)軌(gui)道(dao)方向的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)面。這種(zhong)狀況類似于(yu)木(mu)衛(wei)(wei)二(er)，而(er)(er)和木(mu)衛(wei)(wei)四的(de)(de)(de)(de)狀況正好相反。此外，木(mu)衛(wei)(wei)三(san)同軌(gui)道(dao)方向一(yi)(yi)面似乎富含二(er)氧(yang)(yang)化(hua)硫。而(er)(er)二(er)氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan)(tan)在(zai)兩個(ge)半球的(de)(de)(de)(de)分布(bu)則相對(dui)均勻盡管在(zai)極(ji)地(di)地(di)區并未(wei)觀測(ce)到它的(de)(de)(de)(de)存在(zai)。木(mu)衛(wei)(wei)三(san)上的(de)(de)(de)(de)撞(zhuang)擊(ji)坑(keng)（除了一(yi)(yi)個(ge)之外）并不(bu)富含二(er)氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan)(tan)，這點也(ye)與木(mu)衛(wei)(wei)四不(bu)同。木(mu)衛(wei)(wei)三(san)的(de)(de)(de)(de)二(er)氧(yang)(yang)化(hua)碳(tan)(tan)可能(neng)在(zai)過(guo)去的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)段時期已經被(bei)消(xiao)耗殆盡了。
木衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)的(de)(de)(de)(de)(de)地層(ceng)結構(gou)已經(jing)充分(fen)分(fen)化，它含有一(yi)個由硫(liu)化亞鐵(tie)和(he)鐵(tie)構(gou)成的(de)(de)(de)(de)(de)內核(he)、由硅酸鹽(yan)構(gou)成的(de)(de)(de)(de)(de)內層(ceng)地涵(han)和(he)由冰體構(gou)成的(de)(de)(de)(de)(de)外層(ceng)地涵(han)。這種結構(gou)得到了由伽利(li)略(lve)號(hao)在(zai)數(shu)次(ci)飛掠中所測定的(de)(de)(de)(de)(de)木衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)本(ben)身較低的(de)(de)(de)(de)(de)無量(liang)綱轉動(dong)(dong)慣量(liang)——數(shu)值為0.3105± 0.0028——的(de)(de)(de)(de)(de)支(zhi)持事實上木衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)是太陽系中轉動(dong)(dong)慣量(liang)最小的(de)(de)(de)(de)(de)固態天體。伽利(li)略(lve)號(hao)探測到的(de)(de)(de)(de)(de)木衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)本(ben)身固有的(de)(de)(de)(de)(de)磁場則與其富鐵(tie)的(de)(de)(de)(de)(de)、流動(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)內核(he)有關(guan)。擁有高電導率的(de)(de)(de)(de)(de)液態鐵(tie)的(de)(de)(de)(de)(de)對(dui)流是產生(sheng)磁場的(de)(de)(de)(de)(de)最合理模式。
木衛三內(nei)(nei)(nei)(nei)(nei)部(bu)不(bu)同(tong)層次的(de)厚度(du)取(qu)決于硅酸(suan)鹽的(de)構(gou)成成分(fen)（其(qi)中(zhong)(zhong)部(bu)分(fen)為(wei)橄欖(lan)石(shi)和輝石(shi)）以及(ji)內(nei)(nei)(nei)(nei)(nei)核(he)(he)中(zhong)(zhong)硫元素的(de)數(shu)量(liang)。最可能的(de)情況是其(qi)內(nei)(nei)(nei)(nei)(nei)核(he)(he)半(ban)徑(jing)達到(dao)700-900千(qian)米(mi)，外層冰質(zhi)地涵(han)(han)厚度(du)達800-1000千(qian)米(mi)，其(qi)余部(bu)分(fen)則(ze)(ze)為(wei)硅酸(suan)鹽質(zhi)地涵(han)(han)。內(nei)(nei)(nei)(nei)(nei)核(he)(he)的(de)密(mi)度(du)達到(dao)了5.5–6g/cm3，硅酸(suan)鹽質(zhi)地涵(han)(han)的(de)密(mi)度(du)為(wei)3.4–3.6g/cm3。與(yu)地球(qiu)內(nei)(nei)(nei)(nei)(nei)核(he)(he)結(jie)構(gou)類似，某些(xie)產生磁場的(de)模(mo)型要求(qiu)在(zai)鐵(tie)-硫化亞鐵(tie)液(ye)態內(nei)(nei)(nei)(nei)(nei)核(he)(he)之(zhi)中(zhong)(zhong)還存(cun)在(zai)著一個純鐵(tie)構(gou)成的(de)固態內(nei)(nei)(nei)(nei)(nei)核(he)(he)。若是這種類型的(de)內(nei)(nei)(nei)(nei)(nei)核(he)(he)，則(ze)(ze)其(qi)半(ban)徑(jing)最大可能為(wei)500千(qian)米(mi)。木衛三內(nei)(nei)(nei)(nei)(nei)核(he)(he)的(de)溫度(du)可能高達1500-1700K，壓力高達100千(qian)巴(ba)（100億帕(pa)）。
木衛(wei)(wei)三(san)據探測(ce)含有太陽(yang)系(xi)最多的(de)(de)液態水(shui)。哈勃望遠鏡通過(guo)分析木衛(wei)(wei)三(san)的(de)(de)極光(guang)光(guang)譜，估算出其海(hai)(hai)洋(yang)深達400千(qian)(qian)米。還有科學家懷疑，這可(ke)能(neng)(neng)(neng)(neng)只是(shi)木衛(wei)(wei)三(san)海(hai)(hai)洋(yang)的(de)(de)一小部分，木衛(wei)(wei)三(san)可(ke)能(neng)(neng)(neng)(neng)擁(yong)有三(san)個海(hai)(hai)洋(yang)，三(san)個海(hai)(hai)洋(yang)層(ceng)層(ceng)疊加，每層(ceng)都有400千(qian)(qian)米的(de)(de)深度(du)(du)，并由高(gao)壓冰層(ceng)分隔(ge)開(kai)，最下面的(de)(de)一層(ceng)海(hai)(hai)洋(yang)可(ke)能(neng)(neng)(neng)(neng)直接接觸到木衛(wei)(wei)三(san)的(de)(de)巖石內(nei)核。所以(yi)木衛(wei)(wei)三(san)的(de)(de)海(hai)(hai)洋(yang)深度(du)(du)可(ke)能(neng)(neng)(neng)(neng)超(chao)過(guo)1000公里，蘊(yun)含著超(chao)過(guo)150億立(li)方千(qian)(qian)米的(de)(de)巨大水(shui)體，含水(shui)量(liang)是(shi)地(di)球水(shui)量(liang)的(de)(de)30倍以(yi)上(shang)。
木衛(wei)三的(de)(de)表面主要存在兩種類型的(de)(de)地形：一種是非常古(gu)老的(de)(de)、密布撞(zhuang)擊(ji)坑(keng)的(de)(de)暗區，另一種是較之前者(zhe)稍微(wei)年輕(qing)（但是地質年齡依舊十分(fen)古(gu)老）、遍(bian)布大量槽(cao)溝和(he)山脊的(de)(de)明區。暗區的(de)(de)面積(ji)約占球體總(zong)面積(ji)的(de)(de)三分(fen)之一，其間(jian)含有(you)粘土和(he)有(you)機物(wu)質，這可(ke)能是由撞(zhuang)擊(ji)木衛(wei)三的(de)(de)隕石帶來的(de)(de)。
而(er)產生(sheng)槽溝(gou)地(di)(di)形(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)熱(re)(re)機制則仍(reng)然是(shi)行(xing)星(xing)(xing)科(ke)學中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一大(da)難(nan)題。現今的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)觀點認(ren)為槽溝(gou)地(di)(di)形(xing)(xing)從本質上說主(zhu)要(yao)(yao)是(shi)由(you)構(gou)造(zao)活動(dong)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)；而(er)如(ru)(ru)果(guo)冰火山在其中起了(le)作(zuo)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)話那也(ye)只是(shi)次要(yao)(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)。為了(le)引起這(zhe)種(zhong)構(gou)造(zao)活動(dong)，木(mu)衛(wei)(wei)三(san)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)巖(yan)石(shi)圈必須被(bei)施加(jia)足夠強大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)力，而(er)造(zao)成(cheng)(cheng)這(zhe)種(zhong)壓(ya)力的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)力量可(ke)能(neng)(neng)(neng)(neng)與過去(qu)曾經(jing)發(fa)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)潮汐熱(re)(re)作(zuo)用(yong)有(you)關(guan)——這(zhe)種(zhong)作(zuo)用(yong)可(ke)能(neng)(neng)(neng)(neng)在木(mu)衛(wei)(wei)三(san)處于不穩定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)共振狀態時發(fa)生(sheng)引力潮汐對冰體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)撓曲(qu)作(zuo)用(yong)會加(jia)熱(re)(re)星(xing)(xing)體內部，給巖(yan)石(shi)圈施加(jia)壓(ya)力，并進(jin)一步(bu)導(dao)致(zhi)裂縫(feng)、地(di)(di)壘和地(di)(di)塹的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)，這(zhe)些地(di)(di)形(xing)(xing)取(qu)代了(le)占木(mu)衛(wei)(wei)三(san)表面(mian)(mian)積(ji)70%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)古老(lao)暗區。槽溝(gou)地(di)(di)形(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)可(ke)能(neng)(neng)(neng)(neng)還與早期內核的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)過程及(ji)其后星(xing)(xing)體內部的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)潮汐熱(re)(re)作(zuo)用(yong)有(you)關(guan)，它們引起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)冰體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)相變和熱(re)(re)脹(zhang)冷(leng)縮作(zuo)用(yong)可(ke)能(neng)(neng)(neng)(neng)導(dao)致(zhi)木(mu)衛(wei)(wei)三(san)發(fa)生(sheng)了(le)微度膨脹(zhang)，幅度為1-6%。隨(sui)著星(xing)(xing)體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)進(jin)一步(bu)發(fa)育(yu)，熱(re)(re)水噴(pen)流(liu)被(bei)從內核擠壓(ya)至星(xing)(xing)體表面(mian)(mian)，導(dao)致(zhi)巖(yan)石(shi)圈的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)構(gou)造(zao)變形(xing)(xing)。星(xing)(xing)體內部的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)放射性衰變產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)能(neng)(neng)(neng)(neng)是(shi)最可(ke)能(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)源，木(mu)衛(wei)(wei)三(san)地(di)(di)下海洋(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)可(ke)能(neng)(neng)(neng)(neng)就有(you)賴于它。通過研究模(mo)型人們發(fa)現，如(ru)(ru)果(guo)過去(qu)木(mu)衛(wei)(wei)三(san)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)離心率值較現今高很多（事實上也(ye)可(ke)能(neng)(neng)(neng)(neng)如(ru)(ru)此），那么潮汐熱(re)(re)能(neng)(neng)(neng)(neng)就可(ke)能(neng)(neng)(neng)(neng)取(qu)放射性衰變熱(re)(re)源而(er)代之，成(cheng)(cheng)為木(mu)衛(wei)(wei)三(san)最主(zhu)要(yao)(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)源。
在(zai)兩種(zhong)地(di)(di)(di)形(xing)中(zhong)均可見到，但是在(zai)暗(an)(an)區(qu)中(zhong)分布的(de)(de)(de)更為(wei)(wei)密集：這(zhe)(zhe)一(yi)(yi)區(qu)域遭遇(yu)過大(da)規模(mo)的(de)(de)(de)隕石(shi)(shi)轟(hong)擊(ji)，因而撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)的(de)(de)(de)分布呈飽和狀態。較為(wei)(wei)明(ming)亮的(de)(de)(de)槽溝(gou)地(di)(di)(di)形(xing)區(qu)分布的(de)(de)(de)撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)則(ze)較少(shao)，在(zai)這(zhe)(zhe)里由于(yu)構(gou)(gou)造(zao)變形(xing)而發育起來的(de)(de)(de)地(di)(di)(di)形(xing)成(cheng)為(wei)(wei)了(le)主要地(di)(di)(di)質特征。撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)的(de)(de)(de)密度(du)表明(ming)暗(an)(an)區(qu)的(de)(de)(de)地(di)(di)(di)質年(nian)齡(ling)(ling)(ling)達(da)到了(le)40億(yi)年(nian)，接近于(yu)月球上的(de)(de)(de)高(gao)地(di)(di)(di)地(di)(di)(di)形(xing)的(de)(de)(de)地(di)(di)(di)質年(nian)齡(ling)(ling)(ling)；而槽溝(gou)地(di)(di)(di)形(xing)則(ze)稍微年(nian)輕(qing)一(yi)(yi)些（但是無(wu)法確定其確切年(nian)齡(ling)(ling)(ling)）。和月球類似，在(zai)35-40億(yi)年(nian)之(zhi)前，木(mu)衛三經(jing)(jing)歷過一(yi)(yi)個隕石(shi)(shi)猛烈轟(hong)擊(ji)的(de)(de)(de)時期如果這(zhe)(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)屬(shu)實，那么這(zhe)(zhe)個時期在(zai)太陽系(xi)內曾經(jing)(jing)發生了(le)大(da)規模(mo)的(de)(de)(de)轟(hong)擊(ji)事件，而這(zhe)(zhe)個時期之(zhi)后轟(hong)擊(ji)率又大(da)為(wei)(wei)降(jiang)低在(zai)亮區(qu)中(zhong)，既有撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)覆(fu)蓋于(yu)槽溝(gou)之(zhi)上的(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)，也(ye)有槽溝(gou)切割撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)的(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)，這(zhe)(zhe)說明(ming)其中(zhong)的(de)(de)(de)部分槽溝(gou)地(di)(di)(di)質年(nian)齡(ling)(ling)(ling)也(ye)十分古老。木(mu)衛三上也(ye)存(cun)在(zai)相對(dui)年(nian)輕(qing)的(de)(de)(de)撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)，其向外發散的(de)(de)(de)輻(fu)射線還(huan)清晰可見。木(mu)衛三的(de)(de)(de)撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)深度(du)不及月球和水星上的(de)(de)(de)，這(zhe)(zhe)可能是由于(yu)木(mu)衛三的(de)(de)(de)冰質地(di)(di)(di)層質地(di)(di)(di)薄弱，會發生位移(yi)，從而能夠轉移(yi)一(yi)(yi)部分的(de)(de)(de)撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)力量許(xu)多地(di)(di)(di)質年(nian)代(dai)久(jiu)遠的(de)(de)(de)撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)的(de)(de)(de)坑(keng)(keng)體(ti)結構(gou)(gou)已經(jing)(jing)消失不見，只(zhi)留下一(yi)(yi)種(zhong)被稱為(wei)(wei)變余(yu)結構(gou)(gou)（英語：palimpsest）的(de)(de)(de)殘(can)跡
木(mu)衛三(san)的(de)(de)(de)(de)顯著(zhu)特(te)征(zheng)(zheng)包括一個(ge)被稱為(wei)伽(jia)利(li)略(lve)區的(de)(de)(de)(de)較(jiao)暗(an)平(ping)原，這(zhe)個(ge)區域內(nei)(nei)的(de)(de)(de)(de)槽(cao)溝(gou)呈同(tong)心環分布，可能(neng)(neng)是在一個(ge)地質活動時期內(nei)(nei)形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)。另(ling)外一個(ge)顯著(zhu)特(te)征(zheng)(zheng)則是木(mu)衛三(san)的(de)(de)(de)(de)兩(liang)個(ge)極冠(guan)，其構成(cheng)成(cheng)分可能(neng)(neng)是霜(shuang)體(ti)。這(zhe)層霜(shuang)體(ti)延伸至緯度為(wei)40°的(de)(de)(de)(de)地區。旅行(xing)者號首(shou)次(ci)發(fa)現了木(mu)衛三(san)的(de)(de)(de)(de)極冠(guan)。目前有兩(liang)種(zhong)解釋極冠(guan)形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)理論(lun)，一種(zhong)認為(wei)是高(gao)緯度的(de)(de)(de)(de)冰(bing)體(ti)擴(kuo)散所(suo)致(zhi)，另(ling)一種(zhong)認為(wei)是外空間的(de)(de)(de)(de)等離(li)子態冰(bing)體(ti)轟擊(ji)所(suo)產生的(de)(de)(de)(de)。伽(jia)利(li)略(lve)號的(de)(de)(de)(de)觀(guan)測結果更(geng)傾向于后一種(zhong)理論(lun)。
1972年(nian)，一(yi)支在(zai)(zai)(zai)印度(du)(du)尼西亞的(de)波斯查(cha)天文(wen)臺工作(zuo)的(de)印度(du)(du)、英國和(he)美國天文(wen)學家聯合團隊宣稱他們在(zai)(zai)(zai)一(yi)次掩(yan)星(xing)現(xian)象中(zhong)探(tan)測(ce)(ce)到了(le)木(mu)衛(wei)三的(de)大(da)氣，當時(shi)木(mu)星(xing)正從一(yi)顆恒(heng)星(xing)之前通(tong)過。他們估計其(qi)大(da)氣壓約為1微(wei)巴(ba)（0.1帕(pa)）。1979年(nian)旅(lv)行者(zhe)1號(hao)在(zai)(zai)(zai)飛(fei)掠過木(mu)星(xing)之時(shi)，借助(zhu)當時(shi)的(de)一(yi)次掩(yan)星(xing)現(xian)象進行了(le)類似的(de)觀(guan)測(ce)(ce)，但(dan)是(shi)得(de)到了(le)不(bu)同的(de)結(jie)果。旅(lv)行者(zhe)1號(hao)的(de)掩(yan)星(xing)觀(guan)測(ce)(ce)法(fa)使用短(duan)于200納米波長的(de)遠紫外線光(guang)譜進行觀(guan)測(ce)(ce)，這比(bi)之1972年(nian)的(de)可見光(guang)譜觀(guan)測(ce)(ce)法(fa)，在(zai)(zai)(zai)測(ce)(ce)定(ding)氣體存(cun)(cun)在(zai)(zai)(zai)與(yu)否(fou)方面要精確(que)得(de)多(duo)。旅(lv)行者(zhe)1號(hao)的(de)觀(guan)測(ce)(ce)數(shu)(shu)據表明木(mu)衛(wei)三上(shang)并(bing)不(bu)存(cun)(cun)在(zai)(zai)(zai)大(da)氣，其(qi)表面的(de)微(wei)粒數(shu)(shu)量密度(du)(du)最高只有1.5 × 10?cm3，對應的(de)壓力(li)小于2.5 × 10?微(wei)巴(ba)。后一(yi)個數(shu)(shu)據較之1972年(nian)的(de)數(shu)(shu)據要小了(le)5個數(shu)(shu)量級，說(shuo)明早期的(de)估計太(tai)過于樂觀(guan)了(le)，
木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)表(biao)(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)假色溫度(du)圖不(bu)過(guo)1995年哈勃空間(jian)望遠(yuan)鏡(jing)發現(xian)了(le)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)上存在(zai)(zai)稀薄(bo)的(de)(de)(de)(de)、以(yi)氧為(wei)主要成分(fen)的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)氣(qi)(qi)，這(zhe)(zhe)(zhe)點類似于(yu)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)二(er)的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)氣(qi)(qi)。哈勃望遠(yuan)鏡(jing)在(zai)(zai)130.4納(na)米(mi)到135.6納(na)米(mi)段的(de)(de)(de)(de)遠(yuan)紫(zi)外線光(guang)(guang)譜區探測(ce)到了(le)原子(zi)(zi)氧的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)氣(qi)(qi)光(guang)(guang)。這(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)大(da)(da)氣(qi)(qi)光(guang)(guang)是分(fen)子(zi)(zi)氧遭受電(dian)子(zi)(zi)轟擊而離(li)解(jie)時(shi)所發出的(de)(de)(de)(de)，這(zhe)(zhe)(zhe)表(biao)(biao)明木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)上存在(zai)(zai)著(zhu)以(yi)O?分(fen)子(zi)(zi)為(wei)主的(de)(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)性(xing)大(da)(da)氣(qi)(qi)。其(qi)表(biao)(biao)面(mian)(mian)微(wei)粒數(shu)量(liang)密度(du)在(zai)(zai) 1.2-7 × 10?cm3范圍之間(jian)，相應的(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)壓力為(wei)0.2-1.2 × 10?微(wei)巴(ba)。這(zhe)(zhe)(zhe)些數(shu)值(zhi)在(zai)(zai)旅行者號1981年探測(ce)的(de)(de)(de)(de)數(shu)值(zhi)上限之內。這(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)微(wei)量(liang)級的(de)(de)(de)(de)氧氣(qi)(qi)濃度(du)不(bu)足以(yi)維(wei)持生命存在(zai)(zai)；其(qi)來源可能是木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)表(biao)(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)冰體(ti)(ti)在(zai)(zai)輻(fu)射作用(yong)下(xia)分(fen)解(jie)為(wei)氫氣(qi)(qi)和(he)氧氣(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)，其(qi)中(zhong)(zhong)氫氣(qi)(qi)由于(yu)其(qi)原子(zi)(zi)量(liang)較低，很快就逃逸出木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)了(le)。木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)上觀測(ce)到的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)氣(qi)(qi)光(guang)(guang)并(bing)不(bu)像木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)二(er)上的(de)(de)(de)(de)同類現(xian)象(xiang)一(yi)般在(zai)(zai)空間(jian)分(fen)布上呈現(xian)均一(yi)性(xing)。哈勃望遠(yuan)鏡(jing)在(zai)(zai)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)的(de)(de)(de)(de)南北(bei)半球發現(xian)了(le)數(shu)個(ge)亮(liang)(liang)點，其(qi)中(zhong)(zhong)兩個(ge)都處于(yu)緯(wei)度(du)50°地區——即(ji)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)磁圈的(de)(de)(de)(de)擴(kuo)散場線和(he)聚(ju)集場線的(de)(de)(de)(de)交界處。同時(shi)也(ye)有人(ren)認為(wei)亮(liang)(liang)點可能是等離(li)子(zi)(zi)體(ti)(ti)在(zai)(zai)下(xia)落過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)切割(ge)擴(kuo)散場線所形成的(de)(de)(de)(de)極(ji)光(guang)(guang)。
中性(xing)(xing)大(da)(da)氣層(ceng)的(de)(de)存(cun)在(zai)著木(mu)(mu)(mu)衛(wei)三上也應該(gai)存(cun)在(zai)電(dian)離層(ceng)，因為氧(yang)分子(zi)是(shi)在(zai)遭受來自(zi)磁圈和(he)(he)太陽(yang)遠紫(zi)外輻(fu)射的(de)(de)高能電(dian)子(zi)轟擊之后(hou)而(er)電(dian)離的(de)(de)。但(dan)是(shi)和(he)(he)大(da)(da)氣層(ceng)一樣，木(mu)(mu)(mu)衛(wei)三電(dian)離層(ceng)的(de)(de)性(xing)(xing)質也引(yin)發了爭議(yi)。伽利略號(hao)的(de)(de)部(bu)分觀測發現在(zai)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)三表面(mian)的(de)(de)電(dian)子(zi)密(mi)(mi)度(du)較高，表明其存(cun)在(zai)電(dian)離層(ceng)，但(dan)是(shi)其他觀測則毫無所獲。通過(guo)各種(zhong)觀測所測定(ding)的(de)(de)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)三表面(mian)的(de)(de)電(dian)子(zi)密(mi)(mi)度(du)處于400-2,500 cm3范圍之間。及至(zhi)2008年，木(mu)(mu)(mu)衛(wei)三電(dian)離層(ceng)的(de)(de)各項參(can)數仍未被(bei)精確(que)確(que)定(ding)。
證明木(mu)(mu)衛(wei)三(san)含氧(yang)大氣存在(zai)的(de)(de)(de)(de)另一種方法(fa)是對(dui)藏于(yu)(yu)木(mu)(mu)衛(wei)三(san)表層冰體中(zhong)的(de)(de)(de)(de)氣體進行(xing)測量(liang)。1996年(nian)，科學家們公布了針對(dui)臭氧(yang)的(de)(de)(de)(de)測量(liang)結(jie)果。1997年(nian)，光(guang)(guang)譜分(fen)(fen)析揭示了分(fen)(fen)子(zi)氧(yang)的(de)(de)(de)(de)二(er)聚體（或雙原子(zi)分(fen)(fen)子(zi)）吸(xi)收(shou)(shou)功(gong)能，即當氧(yang)分(fen)(fen)子(zi)處于(yu)(yu)濃相狀態(tai)時，就(jiu)會出現(xian)這種吸(xi)收(shou)(shou)功(gong)能，而(er)如果分(fen)(fen)子(zi)氧(yang)藏于(yu)(yu)冰體之中(zhong)，則吸(xi)收(shou)(shou)功(gong)能最佳。二(er)聚體的(de)(de)(de)(de)吸(xi)收(shou)(shou)光(guang)(guang)譜位置(zhi)(zhi)更多(duo)的(de)(de)(de)(de)取(qu)決于(yu)(yu)緯度和經度，而(er)非表面的(de)(de)(de)(de)反照率(lv)——隨著緯度的(de)(de)(de)(de)提高(gao)，吸(xi)收(shou)(shou)光(guang)(guang)譜的(de)(de)(de)(de)位置(zhi)(zhi)就(jiu)會上(shang)移(yi)。而(er)相反的(de)(de)(de)(de)，隨著緯度的(de)(de)(de)(de)提高(gao)臭氧(yang)的(de)(de)(de)(de)吸(xi)收(shou)(shou)光(guang)(guang)譜則會下移(yi)。實驗室的(de)(de)(de)(de)模擬試驗表明，在(zai)木(mu)(mu)衛(wei)三(san)上(shang)表面溫度高(gao)于(yu)(yu)100K的(de)(de)(de)(de)地區，O?并不會聚合在(zai)一起，而(er)是擴(kuo)散(san)至冰體中(zhong)。
當在(zai)木(mu)(mu)衛(wei)二(er)上發現了鈉(na)元(yuan)素之后，科學家(jia)們便開始在(zai)木(mu)(mu)衛(wei)三(san)的(de)(de)大(da)氣中(zhong)尋(xun)找這(zhe)種物質，但是到了1997年都一無所獲(huo)。據估(gu)計，鈉(na)在(zai)木(mu)(mu)衛(wei)三(san)上的(de)(de)豐度比木(mu)(mu)衛(wei)二(er)小13倍，這(zhe)可能(neng)是因為其表面(mian)(mian)原(yuan)(yuan)本就(jiu)缺乏(fa)該物質或磁圈(quan)將這(zhe)類高能(neng)原(yuan)(yuan)子(zi)擋開了。木(mu)(mu)衛(wei)三(san)大(da)氣層中(zhong)存(cun)在(zai)的(de)(de)另一種微量(liang)成(cheng)分是原(yuan)(yuan)子(zi)氫(qing)，在(zai)距該衛(wei)星表面(mian)(mian)3000千米(mi)的(de)(de)太空即已能(neng)觀測到氫(qing)原(yuan)(yuan)子(zi)的(de)(de)存(cun)在(zai)。其在(zai)星體表面(mian)(mian)的(de)(de)數量(liang)密度約為1.5 × 10?cm3。
1995年至(zhi)2000年間，伽利(li)略號(hao)共6次近(jin)距離飛掠過木(mu)(mu)衛三(san)，發現該衛星(xing)(xing)(xing)有一(yi)個獨立于木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)磁(ci)場之外(wai)的(de)(de)(de)、長(chang)期(qi)存在的(de)(de)(de)、其本身所固有的(de)(de)(de)磁(ci)矩，其大小估計(ji)為(wei)1.3 × 1013T·m3，比(bi)水星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)磁(ci)矩大三(san)倍。其磁(ci)偶(ou)極(ji)(ji)(ji)子與木(mu)(mu)衛三(san)自(zi)轉(zhuan)軸的(de)(de)(de)交角為(wei)176°，這意味(wei)著其磁(ci)極(ji)(ji)(ji)正(zheng)(zheng)對(dui)著木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)磁(ci)場。磁(ci)層的(de)(de)(de)北(bei)磁(ci)極(ji)(ji)(ji)位于軌道平面之下。由這個長(chang)期(qi)磁(ci)矩創(chuang)造的(de)(de)(de)偶(ou)極(ji)(ji)(ji)磁(ci)場在木(mu)(mu)衛三(san)赤道地區(qu)的(de)(de)(de)強度為(wei)719±2納(na)(na)特斯拉，超(chao)過了此處(chu)的(de)(de)(de)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)磁(ci)場強度——后者為(wei)120納(na)(na)特斯拉。木(mu)(mu)衛三(san)赤道地區(qu)的(de)(de)(de)磁(ci)場正(zheng)(zheng)對(dui)著木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)磁(ci)場，這使其場線有可(ke)能(neng)重(zhong)新聚合(he)。而(er)其南北(bei)極(ji)(ji)(ji)地區(qu)的(de)(de)(de)磁(ci)場強度則是赤道地區(qu)的(de)(de)(de)兩倍為(wei)1440納(na)(na)特斯拉，
長期存在(zai)(zai)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)矩(ju)在(zai)(zai)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)(san)四周(zhou)劃出一個(ge)(ge)(ge)空間，形(xing)成了一個(ge)(ge)(ge)嵌入木(mu)(mu)(mu)星磁(ci)(ci)場的(de)(de)(de)小型磁(ci)(ci)層(ceng)(ceng)。木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)(san)是(shi)太陽(yang)系中(zhong)已知的(de)(de)(de)唯一一顆擁有磁(ci)(ci)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)衛(wei)(wei)星。其磁(ci)(ci)層(ceng)(ceng)直徑達4-5RG (RG=2,631.2千米(mi))。在(zai)(zai)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)(san)上緯度低于30°的(de)(de)(de)地(di)(di)區(qu)(qu)，其磁(ci)(ci)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)場線(xian)是(shi)閉合的(de)(de)(de)，在(zai)(zai)這(zhe)個(ge)(ge)(ge)區(qu)(qu)域(yu)，帶電(dian)粒子(zi)(zi)（如電(dian)子(zi)(zi)和(he)(he)離(li)(li)子(zi)(zi)）均被(bei)捕(bu)獲，進而形(xing)成輻射(she)帶。磁(ci)(ci)層(ceng)(ceng)中(zhong)所含的(de)(de)(de)主要離(li)(li)子(zi)(zi)為(wei)單個(ge)(ge)(ge)的(de)(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)化的(de)(de)(de)氧原子(zi)(zi)——O+——這(zhe)點(dian)與木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)(san)含氧大氣層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)特征(zheng)相(xiang)吻合。而在(zai)(zai)緯度高于30°的(de)(de)(de)極冠(guan)地(di)(di)區(qu)(qu)場線(xian)則向外擴(kuo)散，連接(jie)著木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)(san)和(he)(he)木(mu)(mu)(mu)星的(de)(de)(de)電(dian)離(li)(li)層(ceng)(ceng)。在(zai)(zai)這(zhe)些(xie)地(di)(di)區(qu)(qu)已經(jing)發(fa)現了高能(neng)（高達數十甚至數百千伏）的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)和(he)(he)離(li)(li)子(zi)(zi)，可能(neng)由(you)此而形(xing)成了木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)(san)極地(di)(di)地(di)(di)區(qu)(qu)的(de)(de)(de)極光(guang)現象。另(ling)外，在(zai)(zai)極地(di)(di)地(di)(di)區(qu)(qu)不(bu)斷下落的(de)(de)(de)重離(li)(li)子(zi)(zi)則發(fa)生了濺射(she)運動最終(zhong)使木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)(san)表面的(de)(de)(de)冰體變暗。
木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)(san)(san)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)層和木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)互影(ying)響與太(tai)陽風和地球(qiu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)互作(zuo)用在很多方(fang)(fang)(fang)面十分(fen)(fen)類(lei)似。如繞木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)旋轉的(de)(de)(de)(de)(de)等離子(zi)體對木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)(san)(san)逆軌道方(fang)(fang)(fang)向(xiang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)層的(de)(de)(de)(de)(de)轟擊就非(fei)常像太(tai)陽風對地球(qiu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)轟擊。主要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)同之處(chu)是(shi)等離子(zi)體流(liu)的(de)(de)(de)(de)(de)速(su)(su)度(du)(du)——在地球(qiu)上為超音速(su)(su)，而(er)在木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)(san)(san)上為亞(ya)(ya)音速(su)(su)。由(you)于(yu)其(qi)(qi)等離子(zi)體流(liu)速(su)(su)度(du)(du)為亞(ya)(ya)音速(su)(su)，所以在木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)(san)(san)逆軌道方(fang)(fang)(fang)向(xiang)一(yi)面的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)并未形成弓形激波(bo)。除了其(qi)(qi)本身固有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)層外，木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)(san)(san)還(huan)擁(yong)有(you)一(yi)個感(gan)應產(chan)生的(de)(de)(de)(de)(de)偶(ou)極(ji)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)，其(qi)(qi)存在與木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)(san)(san)附近木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)強度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化有(you)關。該(gai)感(gan)應磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)隨著木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)(san)(san)本身固有(you)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)層方(fang)(fang)(fang)向(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化，交替呈(cheng)放射(she)狀面向(xiang)木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)或背向(xiang)木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)該(gai)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)強度(du)(du)較之木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)(san)(san)本身之磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)弱(ruo)了一(yi)個數量級——前者磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)赤道地區的(de)(de)(de)(de)(de)場(chang)(chang)強為60納(na)特(te)斯(si)拉，只及(ji)木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)此處(chu)場(chang)(chang)強的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)半。木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)(san)(san)的(de)(de)(de)(de)(de)感(gan)應磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)和木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)四的(de)(de)(de)(de)(de)以及(ji)木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)二(er)的(de)(de)(de)(de)(de)感(gan)應磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)十分(fen)(fen)相(xiang)似，這(zhe)表明該(gai)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)可(ke)能也(ye)擁(yong)有(you)一(yi)個高電(dian)導率的(de)(de)(de)(de)(de)地下海洋。由(you)于(yu)木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)(san)(san)的(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)部結構已(yi)經是(shi)徹底的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)化型，且擁(yong)有(you)一(yi)顆(ke)金屬內(nei)(nei)核，所以其(qi)(qi)本身固有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)層的(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)生方(fang)(fang)(fang)式可(ke)能與地球(qiu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)生方(fang)(fang)(fang)式類(lei)似：即(ji)是(shi)內(nei)(nei)核物質(zhi)運(yun)動(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)結果(guo)。如果(guo)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)是(shi)基于(yu)發電(dian)機原理的(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)物那(nei)么木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)(san)(san)的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)層就可(ke)能是(shi)由(you)其(qi)(qi)內(nei)(nei)核的(de)(de)(de)(de)(de)成分(fen)(fen)對流(liu)運(yun)動(dong)所造成的(de)(de)(de)(de)(de)。
盡管已(yi)知(zhi)木衛(wei)(wei)三(san)擁(yong)有一個鐵質內核，但是(shi)其(qi)(qi)磁(ci)層(ceng)仍然顯得很神秘，特別是(shi)為(wei)何其(qi)(qi)他與之大小相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)衛(wei)(wei)星(xing)都(dou)不擁(yong)有磁(ci)層(ceng)。一些(xie)研究認為(wei)在木衛(wei)(wei)三(san)這種相(xiang)對較(jiao)小的(de)(de)(de)(de)體積下，其(qi)(qi)內核應該(gai)早已(yi)被(bei)充分冷(leng)卻以(yi)致內核的(de)(de)(de)(de)流動和磁(ci)場的(de)(de)(de)(de)產(chan)生都(dou)無以(yi)為(wei)繼。一種解釋聲(sheng)稱能夠(gou)引起星(xing)體表面構造變(bian)形(xing)的(de)(de)(de)(de)軌道(dao)共(gong)振也(ye)(ye)能夠(gou)起到維持磁(ci)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)：即木衛(wei)(wei)三(san)的(de)(de)(de)(de)軌道(dao)離心率和潮汐熱作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)由于某些(xie)軌道(dao)共(gong)振作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)而出現(xian)增益，同時其(qi)(qi)地(di)幔也(ye)(ye)起到了絕緣內核，阻(zu)止(zhi)其(qi)(qi)冷(leng)卻的(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)另一種解釋認為(wei)是(shi)地(di)幔中(zhong)的(de)(de)(de)(de)硅酸鹽巖石中(zhong)殘(can)留的(de)(de)(de)(de)磁(ci)性造成了這種磁(ci)層(ceng)。如果該(gai)衛(wei)(wei)星(xing)在過去曾經擁(yong)有基(ji)于發電機原理產(chan)生的(de)(de)(de)(de)強大磁(ci)場，那么該(gai)理論就很有可能行(xing)得通。
木(mu)衛三(san)可能由木(mu)星次星云——即(ji)在木(mu)星形成(cheng)之后環(huan)繞于(yu)其四周的(de)(de)(de)、由氣體和塵(chen)埃組成(cheng)的(de)(de)(de)圓盤——的(de)(de)(de)吸積作用(yong)所產(chan)生(sheng)木(mu)衛三(san)的(de)(de)(de)吸積過程持續了大約(yue)1萬年(nian)，相較(jiao)暗的(de)(de)(de)尼克爾森區(qu)和較(jiao)亮的(de)(de)(de)哈帕吉亞槽溝之間可謂涇渭分明。
較(jiao)于木(mu)衛(wei)(wei)(wei)四的(de)(de)(de)(de)10萬(wan)年短(duan)(duan)得多。當伽利略衛(wei)(wei)(wei)星(xing)開始形(xing)(xing)成(cheng)之際，木(mu)星(xing)次星(xing)云中所(suo)含的(de)(de)(de)(de)氣體成(cheng)分(fen)已經相對(dui)較(jiao)少；這(zhe)導(dao)致(zhi)了(le)(le)木(mu)衛(wei)(wei)(wei)四較(jiao)長的(de)(de)(de)(de)吸(xi)積(ji)(ji)時(shi)間(jian)。相反，由(you)于木(mu)衛(wei)(wei)(wei)三是緊接(jie)木(mu)星(xing)之后形(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)，這(zhe)時(shi)的(de)(de)(de)(de)次星(xing)云還(huan)比較(jiao)濃密，所(suo)以其吸(xi)積(ji)(ji)作用所(suo)耗時(shi)間(jian)較(jiao)短(duan)(duan)。相對(dui)較(jiao)短(duan)(duan)的(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)成(cheng)時(shi)間(jian)使(shi)得吸(xi)積(ji)(ji)過(guo)程中產生的(de)(de)(de)(de)熱(re)量較(jiao)少逃(tao)逸，這(zhe)些未逃(tao)逸的(de)(de)(de)(de)熱(re)量導(dao)致(zhi)了(le)(le)冰(bing)體的(de)(de)(de)(de)融(rong)化(hua)(hua)(hua)和木(mu)衛(wei)(wei)(wei)三內部(bu)結構的(de)(de)(de)(de)分(fen)化(hua)(hua)(hua)：即巖石和冰(bing)體相互分(fen)開，巖石沉(chen)入星(xing)體中心形(xing)(xing)成(cheng)內核。在(zai)這(zhe)方面，木(mu)衛(wei)(wei)(wei)三與木(mu)衛(wei)(wei)(wei)四不同，后者由(you)于其較(jiao)長的(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)成(cheng)時(shi)間(jian)而導(dao)致(zhi)吸(xi)積(ji)(ji)熱(re)逃(tao)逸殆(dai)盡，從而無法在(zai)初期融(rong)化(hua)(hua)(hua)冰(bing)體以及(ji)分(fen)化(hua)(hua)(hua)內部(bu)結構。這(zhe)一假說揭示了(le)(le)為何(he)質量和構成(cheng)物(wu)質如此接(jie)近的(de)(de)(de)(de)兩(liang)顆衛(wei)(wei)(wei)星(xing)看起來卻如此得不同。
在其(qi)形成(cheng)之(zhi)后，木(mu)衛(wei)三的(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)(nei)(nei)核(he)還保(bao)存(cun)了(le)大(da)部(bu)(bu)分(fen)(fen)在吸積過程(cheng)和(he)(he)分(fen)(fen)化(hua)(hua)過程(cheng)中(zhong)形成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)量，它只(zhi)(zhi)是緩(huan)慢的(de)(de)(de)(de)(de)將少量熱(re)(re)(re)(re)量釋放(fang)至冰(bing)(bing)質地(di)(di)幔層(ceng)中(zhong)，就如同(tong)熱(re)(re)(re)(re)電(dian)池的(de)(de)(de)(de)(de)運作一(yi)(yi)般。接著(zhu)，地(di)(di)幔又通(tong)過對流作用(yong)將熱(re)(re)(re)(re)量傳導至星體表面。不(bu)久巖石中(zhong)蘊含的(de)(de)(de)(de)(de)放(fang)射(she)性(xing)元素開(kai)始衰變(bian)，產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)量進(jin)一(yi)(yi)步(bu)加熱(re)(re)(re)(re)了(le)內(nei)(nei)(nei)(nei)核(he)，從(cong)而加劇了(le)其(qi)內(nei)(nei)(nei)(nei)部(bu)(bu)結構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)化(hua)(hua)，最(zui)終形成(cheng)了(le)一(yi)(yi)個鐵(tie)(tie)-硫(liu)化(hua)(hua)亞鐵(tie)(tie)內(nei)(nei)(nei)(nei)核(he)和(he)(he)一(yi)(yi)個硅酸鹽地(di)(di)幔。至此，木(mu)衛(wei)三內(nei)(nei)(nei)(nei)部(bu)(bu)結構(gou)徹底分(fen)(fen)化(hua)(hua)。與之(zhi)相比較(jiao)，未經內(nei)(nei)(nei)(nei)部(bu)(bu)結構(gou)分(fen)(fen)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)木(mu)衛(wei)四所(suo)產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)放(fang)射(she)性(xing)熱(re)(re)(re)(re)能只(zhi)(zhi)能導致(zhi)其(qi)冰(bing)(bing)質內(nei)(nei)(nei)(nei)部(bu)(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)對流，這種對流有(you)效地(di)(di)冷(leng)卻(que)了(le)星體，并阻止(zhi)了(le)大(da)規模(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)冰(bing)(bing)體融化(hua)(hua)和(he)(he)內(nei)(nei)(nei)(nei)部(bu)(bu)結構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)快速分(fen)(fen)化(hua)(hua)，同(tong)時(shi)其(qi)最(zui)多只(zhi)(zhi)能引起冰(bing)(bing)體與巖石的(de)(de)(de)(de)(de)部(bu)(bu)分(fen)(fen)分(fen)(fen)化(hua)(hua)。現(xian)今，木(mu)衛(wei)三的(de)(de)(de)(de)(de)冷(leng)卻(que)過程(cheng)仍十分(fen)(fen)緩(huan)慢。從(cong)起內(nei)(nei)(nei)(nei)核(he)和(he)(he)硅酸鹽地(di)(di)幔所(suo)釋放(fang)出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)量使(shi)得木(mu)衛(wei)三上的(de)(de)(de)(de)(de)地(di)(di)下海洋得以存(cun)在，同(tong)時(shi)只(zhi)(zhi)是緩(huan)慢冷(leng)卻(que)的(de)(de)(de)(de)(de)流動(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)-硫(liu)化(hua)(hua)亞鐵(tie)(tie)內(nei)(nei)(nei)(nei)核(he)仍在推動(dong)星體內(nei)(nei)(nei)(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)對流，并維持著(zhu)磁圈的(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)在。木(mu)衛(wei)三的(de)(de)(de)(de)(de)對外(wai)熱(re)(re)(re)(re)通(tong)量很可能高于木(mu)衛(wei)四。
木(mu)衛三的(de)軌(gui)(gui)道距(ju)離木(mu)星(xing)(xing)107萬(wan)400千米，是伽利(li)略衛星(xing)(xing)中距(ju)離木(mu)星(xing)(xing)第三近(jin)的(de)，其(qi)公轉(zhuan)周期(qi)為7天3小(xiao)時(shi)。和(he)(he)(he)(he)大部分已知的(de)木(mu)星(xing)(xing)衛星(xing)(xing)一樣，木(mu)衛三也為木(mu)星(xing)(xing)所鎖定，永遠都(dou)以(yi)同一面面向木(mu)星(xing)(xing)，木(mu)衛一、木(mu)衛二和(he)(he)(he)(he)木(mu)衛三三者之間的(de)拉普拉斯共振(zhen)狀態。它(ta)的(de)軌(gui)(gui)道離心率很(hen)小(xiao)，軌(gui)(gui)道傾(qing)(qing)角(jiao)也很(hen)小(xiao)，接近(jin)于木(mu)星(xing)(xing)赤道，同時(shi)在數百(bai)年的(de)周期(qi)里，軌(gui)(gui)道的(de)離心率和(he)(he)(he)(he)傾(qing)(qing)角(jiao)還會以(yi)周期(qi)函數的(de)形式受到太陽和(he)(he)(he)(he)木(mu)星(xing)(xing)引(yin)力攝動的(de)影響。變(bian)化范圍分別為0.0009-0.0022和(he)(he)(he)(he)0.05-0.32°這種軌(gui)(gui)道的(de)變(bian)化使得其(qi)轉(zhuan)軸傾(qing)(qing)角(jiao)在0-0.33°之間變(bian)化。
木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)和木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)二、木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)一(yi)(yi)保持著軌道共振關系：即木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)每公轉(zhuan)一(yi)(yi)周，木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)二即公轉(zhuan)兩周、木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)一(yi)(yi)公轉(zhuan)四周當木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)二位(wei)于(yu)近拱(gong)點(dian)、木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)一(yi)(yi)位(wei)于(yu)遠拱(gong)點(dian)時，兩者之間會(hui)出(chu)現上合現象；而當木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)二位(wei)于(yu)近拱(gong)點(dian)時，它和木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)
之間也會出現上合現象(xiang)。木(mu)衛一和木(mu)衛二，木(mu)衛三的(de)上合位置會以(yi)相同速率(lv)移動，遂三者之間有可能出現三星合現象(xiang)。這種復(fu)雜的(de)軌道共(gong)振(zhen)被(bei)稱為拉(la)普拉(la)斯(si)共(gong)振(zhen)。現今(jin)的(de)拉(la)普拉(la)斯(si)共(gong)振(zhen)并(bing)無(wu)法將(jiang)木(mu)衛三的(de)軌道離(li)心(xin)率(lv)提(ti)升到一個(ge)更高的(de)值。
0.0013的(de)離(li)心(xin)(xin)率(lv)值(zhi)(zhi)(zhi)可(ke)能是(shi)(shi)早期殘(can)留下來(lai)的(de)——當時軌道(dao)離(li)心(xin)(xin)率(lv)的(de)提升(sheng)是(shi)(shi)有可(ke)能的(de)。但是(shi)(shi)木衛三的(de)軌道(dao)離(li)心(xin)(xin)率(lv)仍(reng)然讓人(ren)困(kun)惑：如果在現階段其離(li)心(xin)(xin)率(lv)值(zhi)(zhi)(zhi)無法提升(sheng)，則必(bi)然得表明(ming)在其內部的(de)潮汐耗(hao)(hao)(hao)散作用下，它的(de)離(li)心(xin)(xin)率(lv)值(zhi)(zhi)(zhi)正在逐漸損(sun)耗(hao)(hao)(hao)。這意味著(zhu)離(li)心(xin)(xin)率(lv)值(zhi)(zhi)(zhi)的(de)最后一次(ci)損(sun)耗(hao)(hao)(hao)就(jiu)發生在數(shu)億年之前。由(you)于現今(jin)木衛三軌道(dao)的(de)離(li)心(xin)(xin)率(lv)相(xiang)對較低(di)——平均(jun)只(zhi)有0.0015，所以現今(jin)木衛三的(de)潮汐熱也應(ying)該相(xiang)應(ying)的(de)十分微(wei)弱。但是(shi)(shi)在過(guo)去，木衛三可(ke)能已經經歷過(guo)了一種或多種類拉(la)普拉(la)斯共振，從(cong)而使得其軌道(dao)離(li)心(xin)(xin)率(lv)能達到0.01-0.02的(de)高(gao)值(zhi)(zhi)(zhi)。
這(zhe)可能在木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)三(san)(san)(san)(san)內(nei)部引起了顯著的(de)(de)潮(chao)汐熱(re)效應；而這(zhe)種(zhong)(zhong)多階(jie)段的(de)(de)內(nei)部加熱(re)最(zui)終造成(cheng)了現今木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)三(san)(san)(san)(san)表(biao)面的(de)(de)槽(cao)溝地形(xing)(xing)人(ren)們還無法(fa)確切知(zhi)曉木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)一、木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)二和(he)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)三(san)(san)(san)(san)之(zhi)間(jian)(jian)的(de)(de)拉(la)普拉(la)斯共振(zhen)是如(ru)何形(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de)。現今存(cun)在兩(liang)種(zhong)(zhong)假說：一種(zhong)(zhong)認(ren)為這(zhe)種(zhong)(zhong)狀態在太陽(yang)系形(xing)(xing)成(cheng)之(zhi)初(chu)即已存(cun)在；另一種(zhong)(zhong)認(ren)為這(zhe)種(zhong)(zhong)狀態是在太陽(yang)系形(xing)(xing)成(cheng)之(zhi)后才發展出來的(de)(de)。一種(zhong)(zhong)可能的(de)(de)形(xing)(xing)成(cheng)過程如(ru)下：首先是由于木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)的(de)(de)潮(chao)汐效應，致(zhi)使木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)一的(de)(de)軌(gui)道(dao)向外(wai)推移，直至某一點(dian)與(yu)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)二發生2:1的(de)(de)軌(gui)道(dao)共振(zhen)；之(zhi)后其軌(gui)道(dao)繼續(xu)向外(wai)推移，同時將部分的(de)(de)旋轉(zhuan)力矩轉(zhuan)移給(gei)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)二，從而也引起了后者的(de)(de)軌(gui)道(dao)向外(wai)推移；這(zhe)個過程持續(xu)進行直到木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)二到達某一點(dian)與(yu)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)三(san)(san)(san)(san)形(xing)(xing)成(cheng)2:1的(de)(de)軌(gui)道(dao)共振(zhen)。最(zui)終三(san)(san)(san)(san)者之(zhi)間(jian)(jian)的(de)(de)兩(liang)對上合現象的(de)(de)位置移動速(su)率保持一致(zhi)形(xing)(xing)成(cheng)拉(la)普拉(la)斯共振(zhen)。
第一(yi)批是先驅者(zhe)10號(hao)和先驅者(zhe)11號(hao)，兩(liang)者(zhe)傳回的關于木衛(wei)三(san)的信息較少。之(zhi)后旅行者(zhe)1號(hao)和旅行者(zhe)2號(hao)于1979年飛掠過(guo)木衛(wei)三(san)。它們精(jing)確測(ce)定了(le)(le)它的大小，最(zui)終證明(ming)它的體積要大于土衛(wei)六，后者(zhe)曾(ceng)被認為大于前者(zhe)。此(ci)外(wai)，這兩(liang)艘飛船(chuan)還發現了(le)(le)木衛(wei)三(san)上的槽溝地(di)形(xing)。
1995年，伽(jia)利(li)略(lve)(lve)號(hao)進(jin)入(ru)環(huan)木(mu)星軌道。在(zai)(zai)1996年至(zhi)2000年間，它(ta)共6次近距(ju)(ju)離(li)飛掠過木(mu)衛三(san)(san)。這(zhe)6次飛掠被命名為G1，G2，G7，G8，G28，G29。在(zai)(zai)最(zui)接近的一次飛掠——G2——中，伽(jia)利(li)略(lve)(lve)號(hao)距(ju)(ju)離(li)木(mu)衛三(san)(san)表面僅264千米(mi)。在(zai)(zai)1996年的G1飛掠中，它(ta)發現(xian)了木(mu)衛三(san)(san)的磁場。后(hou)來又發現(xian)了木(mu)衛三(san)(san)的地下海洋，并于(yu)(yu)2001年對(dui)外公布。伽(jia)利(li)略(lve)(lve)號(hao)傳回了大量的光譜圖像(xiang)，并在(zai)(zai)木(mu)衛三(san)(san)表面發現(xian)了數種(zhong)非冰化合物。前往近距(ju)(ju)離(li)探測木(mu)衛三(san)(san)的探測器是新視野號(hao)，它(ta)于(yu)(yu)2007年在(zai)(zai)前往冥王星的途中飛掠過了木(mu)衛三(san)(san)，并在(zai)(zai)加速過程中拍(pai)攝(she)了木(mu)衛三(san)(san)的地形圖和構成(cheng)圖。
2009年(nian)2月，美國航(hang)(hang)空航(hang)(hang)天局和歐洲(zhou)空間局確認該計劃(hua)(hua)將優先于(yu)“土衛六-土星(xing)計劃(hua)(hua)”得以實施。木(mu)衛二-木(mu)星(xing)計劃(hua)(hua)”包括(kuo)美國航(hang)(hang)空航(hang)(hang)天局主持的(de)(de)(de)(de)“木(mu)星(xing)-木(mu)衛二軌道飛行(xing)(xing)器”和歐洲(zhou)空間局主持的(de)(de)(de)(de)“木(mu)星(xing)-木(mu)衛三(san)軌道飛行(xing)(xing)器”，可能還包括(kuo)日本宇宙航(hang)(hang)空研究開發機構主持的(de)(de)(de)(de)“木(mu)星(xing)磁場(chang)探測器”。 已被(bei)(bei)(bei)取消(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)環木(mu)衛三(san)軌道探測計劃(hua)(hua)是(shi)木(mu)星(xing)冰月軌道器。原計劃(hua)(hua)使用核裂變反應堆作為(wei)其動力來源，這將使其能夠對木(mu)衛三(san)進行(xing)(xing)詳細勘查。但是(shi)由于(yu)預算裁(cai)剪，該計劃(hua)(hua)于(yu)2005年(nian)被(bei)(bei)(bei)取消(xiao)(xiao)。另外(wai)還有(you)一個被(bei)(bei)(bei)取消(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)計劃(hua)(hua)被(bei)(bei)(bei)稱為(wei)“宏(hong)偉的(de)(de)(de)(de)木(mu)衛三(san)”（The Grandeur of Ganymede）。
2015年03月12日，美(mei)國(guo)國(guo)家航空航天局(ju)(NASA)宣布，美(mei)國(guo)宇航局(ju)哈(ha)勃太空望遠(yuan)鏡近(jin)日觀(guan)測(ce)到木衛三(san)(san)磁場產生(sheng)的極光現象，并測(ce)量出木衛三(san)(san)冰層下方存在具(ju)有一定鹽度的咸水海洋(yang)。
根據(ju)測算(suan)，這片地下海洋(yang)深度約為10萬米(mi)，相當于(yu)地球上最深海洋(yang)的10倍(bei)多。它存在于(yu)150千米(mi)厚、主要由冰(bing)層組成的地表(biao)下。
木星(xing)(xing)(xing)最大的(de)(de)(de)衛(wei)星(xing)(xing)(xing)----木衛(wei)三(san)也是它(ta)擁有的(de)(de)(de)唯(wei)一一顆(ke)有強磁(ci)場(chang)的(de)(de)(de)衛(wei)星(xing)(xing)(xing)。科學家利(li)用(yong)哈勃太空(kong)望(wang)遠鏡獲(huo)得的(de)(de)(de)數千張圖片，發現在木星(xing)(xing)(xing)極區看到(dao)的(de)(de)(de)非常壯(zhuang)觀(guan)的(de)(de)(de)極光，是在木衛(wei)三(san)的(de)(de)(de)磁(ci)氣(qi)圈產生的(de)(de)(de)引力影響下形成的(de)(de)(de)，
木(mu)(mu)衛(wei)三和非常活躍的(de)木(mu)(mu)衛(wei)一在(zai)(zai)圍繞木(mu)(mu)星運行(xing)(xing)時，會與這顆行(xing)(xing)星的(de)等離子體相互作用，在(zai)(zai)木(mu)(mu)星極(ji)區產生(sheng)明亮(liang)的(de)斑(ban)點這些亮(liang)斑(ban)被稱作“極(ji)光(guang)足印(auroral footprints)”。然而，直到現(xian)在(zai)(zai)也沒有(you)人知(zhi)道木(mu)(mu)衛(wei)三的(de)足跡到底有(you)多(duo)大以及為什么木(mu)(mu)衛(wei)三會導(dao)致木(mu)(mu)星極(ji)區產生(sheng)美麗壯觀(guan)的(de)極(ji)光(guang)。
研(yan)究人員通過分析(xi)哈勃太空望遠(yuan)鏡拍攝的(de)(de)(de)(de)(de)圖(tu)片，測量出(chu)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)腳(jiao)印(yin)的(de)(de)(de)(de)(de)確切大(da)(da)小(xiao)他們(men)認為(wei)這(zhe)些(xie)斑(ban)點的(de)(de)(de)(de)(de)面(mian)積太大(da)(da)根(gen)本不是(shi)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)在(zai)這(zhe)顆行星(xing)(xing)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)投影，而且它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)直徑(jing)跟(gen)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)的(de)(de)(de)(de)(de)保(bao)護性磁場的(de)(de)(de)(de)(de)直徑(jing)非常相符(fu)。科學家(jia)還測量了木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)一(yi)極光足印(yin)的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)(da)小(xiao)及(ji)形(xing)(xing)狀這(zhe)是(shi)由(you)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)一(yi)上(shang)活躍的(de)(de)(de)(de)(de)火(huo)山噴發出(chu)來的(de)(de)(de)(de)(de)帶電粒子(zi)造成的(de)(de)(de)(de)(de)比利時(shi)列日大(da)(da)學(University of Liege)的(de)(de)(de)(de)(de)天體物理(li)學家(jia)丹尼斯·格倫頓(dun)特(Denis Grodent)說：“這(zhe)些(xie)極光結構中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)每一(yi)個都在(zai)告訴(su)我們(men)一(yi)個正在(zai)進(jin)行中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)故事——在(zai)遙(yao)遠(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)上(shang)正進(jin)行著大(da)(da)規模能量傳輸。通過分析(xi)這(zhe)些(xie)極光的(de)(de)(de)(de)(de)確切位置，以及(ji)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)一(yi)和木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)圍(wei)繞木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)運行時(shi)，它(ta)們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)狀及(ji)亮度(du)發生的(de)(de)(de)(de)(de)改變，我們(men)已經(jing)制(zhi)作出(chu)迄今為(wei)止(zhi)最為(wei)詳細的(de)(de)(de)(de)(de)模擬圖(tu)模仿木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)與這(zhe)些(xie)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)之間的(de)(de)(de)(de)(de)電磁作用。”格倫頓(dun)特在(zai)德國(guo)舉行的(de)(de)(de)(de)(de)歐洲行星(xing)(xing)科學大(da)(da)會上(shang)詳細介紹了這(zhe)項研(yan)究結果，
格(ge)倫頓特(te)和他的(de)(de)(de)科(ke)研組除了把木(mu)衛(wei)三的(de)(de)(de)極光(guang)(guang)足印(yin)與(yu)它(ta)的(de)(de)(de)磁場(chang)結(jie)合在一起(qi)外還意外在這(zhe)顆衛(wei)星極光(guang)(guang)的(de)(de)(de)亮度方(fang)面發現周期性變化，這(zhe)些變化發生在三個不(bu)同時(shi)刻。研究人員認為，每次變化都(dou)反映了木(mu)星的(de)(de)(de)等離子體(ti)與(yu)木(mu)衛(wei)三的(de)(de)(de)磁場(chang)之間發生了相互作(zuo)用(yong)，但是(shi)至(zhi)今他們也不(bu)清(qing)楚是(shi)什(shen)么(me)引起(qi)這(zhe)種相互作(zuo)用(yong)的(de)(de)(de)。
研究負(fu)責人、約翰-霍普金斯(si)大(da)學(xue)應用物(wu)理(li)實驗室的韋斯(si)-帕特森(sen)表(biao)示：“通過繪制木衛三表(biao)面圖，我們可更準確地解(jie)答這(zhe)顆真正獨一無二衛星的形(xing)成和演變等科學(xue)問題。”
這張(zhang)地(di)圖由美國(guo)地(di)質調(diao)查局公布(bu)，從技術上(shang)闡述(shu)了木(mu)衛三表面各(ge)種各(ge)樣的地(di)質特征，是第(di)一(yi)張(zhang)完整的冰冷的外行星衛星地(di)圖。帕(pa)特森(sen)、柯(ke)林(lin)斯(si)和同事們用美國(guo)宇航局旅(lv)行者和伽(jia)利略太空(kong)探測(ce)器捕捉到的圖像制(zhi)作出這張(zhang)地(di)圖。
從1610年(nian)(nian)1月木衛三被(bei)發現以(yi)來，它就成為反復觀(guan)測(ce)(ce)的(de)(de)焦點。科學家用(yong)(yong)地(di)球望遠鏡第一(yi)次觀(guan)測(ce)(ce)木衛三，然(ran)后(hou)用(yong)(yong)飛(fei)近探測(ce)(ce)和環繞(rao)木星飛(fei)行的(de)(de)航天器進(jin)行觀(guan)測(ce)(ce)。這些研究發現了一(yi)個復雜(za)的(de)(de)冰(bing)冷(leng)世(shi)界。它的(de)(de)表面(mian)以(yi)兩(liang)個主要地(di)形類型間的(de)(de)鮮明對(dui)比(bi)為特征(zheng)。這兩(liang)種(zhong)地(di)形是又黑又冷(leng)的(de)(de)多(duo)隕(yun)石坑地(di)區(qu)(qu)和更(geng)(geng)亮更(geng)(geng)年(nian)(nian)輕(qing)(但依然(ran)十分古老)的(de)(de)地(di)區(qu)(qu)，后(hou)者以(yi)大(da)量溝槽和山(shan)脊為特征(zheng)。
木衛三直徑(jing)3280英里(li)(約合5262公里(li))，比行(xing)星(xing)水(shui)星(xing)和矮行(xing)星(xing)冥(ming)王星(xing)都大。它還(huan)是已知太(tai)陽系(xi)中(zhong)唯一一顆擁有自己(ji)磁層的(de)衛星(xing)。這張地(di)(di)圖詳細闡述了木衛三形成和在(zai)太(tai)陽系(xi)大部分(fen)歷(li)史中(zhong)演變的(de)地(di)(di)質特(te)征。這些地(di)(di)質特(te)征記錄下木衛三內部演變、木衛三動力學(xue)和其他伽利略衛星(xing)間相互(hu)作用以及撞擊木衛三表(biao)面小天體演變的(de)證據(ju)。
這(zhe)張新地(di)圖(tu)是(shi)研究人員(yuan)比較(jiao)其他冰冷(leng)衛(wei)星地(di)質特征的(de)重(zhong)要工具(ju)，因為(wei)在其他冰冷(leng)衛(wei)星上(shang)發現的(de)任何特征類型(xing)都和木(mu)(mu)衛(wei)三某個(ge)地(di)方的(de)特征相(xiang)似(si)。木(mu)(mu)衛(wei)三表面是(shi)地(di)球(qiu)所有(you)陸地(di)面積的(de)一半以上(shang)。這(zhe)顆(ke)衛(wei)星為(wei)科學家提供各種各樣的(de)觀測(ce)地(di)點。柯林斯說：“木(mu)(mu)衛(wei)三表現出古老和最(zui)近形成(cheng)的(de)地(di)質特征。除(chu)了地(di)質多(duo)樣性(xing)，它還(huan)增(zeng)加了歷(li)史多(duo)樣性(xing)。”
伽利略發現其他行(xing)星(xing)也有(you)(you)衛星(xing)，證實了(le)(le)地球不(bu)是宇宙中唯一有(you)(you)衛星(xing)的行(xing)星(xing)，還(huan)證明了(le)(le)尼(ni)古(gu)拉(la)·哥白尼(ni)的“日(ri)心說(shuo)”是正確的。
使用簡單(dan)的(de)(de)望遠鏡，依靠(kao)單(dan)獨(du)研(yan)究，伽利略讓人(ren)們很好地認識了太陽系(xi)、星系(xi)和浩瀚的(de)(de)宇宙。他(ta)制作(zuo)的(de)(de)望遠鏡使人(ren)們觀察到以前難以觀察到的(de)(de)太空景象，加深了人(ren)們對宇宙的(de)(de)理解。
巧笑倩兮 
