木(mu)衛(wei)三(san)（蓋尼米得(de)，Ganymede，Γανυμ?δη?）是圍(wei)繞(rao)木(mu)星(xing)(xing)運轉(zhuan)的一顆衛(wei)星(xing)(xing)，公轉(zhuan)周期(qi)約為7天。按距離木(mu)星(xing)(xing)從近到遠排序，在木(mu)星(xing)(xing)的所有衛(wei)星(xing)(xing)中排第七，在伽利略衛(wei)星(xing)(xing)中排第三(san)。它與木(mu)衛(wei)二及木(mu)衛(wei)一保持著1:2:4的軌道(dao)共振關系(xi)。
木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)是太陽系中最(zui)(zui)大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)。直徑大(da)(da)(da)于(yu)水(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)(xing)，質量約為(wei)水(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)一半，木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)主(zhu)要(yao)由(you)硅酸鹽巖(yan)石和冰(bing)體(ti)構成(cheng)，星(xing)(xing)(xing)(xing)體(ti)分層明顯，擁有(you)一個富鐵的(de)(de)(de)、流動性(xing)的(de)(de)(de)內核。體(ti)積大(da)(da)(da)于(yu)水(shui)(shui)星(xing)(xing)(xing)(xing)，是太陽系中已知的(de)(de)(de)唯(wei)一擁有(you)磁圈的(de)(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)。木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)最(zui)(zui)先并(bing)非伽利略所發(fa)(fa)(fa)現(xian)。在(zai)(zai)公元前(qian)400年(nian)(nian)(nian)到(dao)公元前(qian)360年(nian)(nian)(nian)之(zhi)(zhi)間（最(zui)(zui)有(you)可能的(de)(de)(de)是在(zai)(zai)公元前(qian)364年(nian)(nian)(nian)夏(xia)天）依據《唐開元占經》引錄甘(gan)德論及木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)時所說的(de)(de)(de)話(hua)：“若有(you)小(xiao)赤星(xing)(xing)(xing)(xing)附于(yu)其側”，著名天文(wen)學(xue)史家(jia)席澤宗先生指出(chu)：甘(gan)德在(zai)(zai)公元前(qian)4世紀(ji)中葉就(jiu)觀(guan)測到(dao)了木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)最(zui)(zui)后(hou)的(de)(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)二。而(er)對于(yu)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)現(xian)，近(jin)代(dai)是在(zai)(zai)17世紀(ji)初望遠鏡(jing)發(fa)(fa)(fa)明之(zhi)(zhi)后(hou)，由(you)意(yi)大(da)(da)(da)利大(da)(da)(da)科學(xue)家(jia)伽利略（Galilei）于(yu)1610年(nian)(nian)(nian)用(yong)它觀(guan)測木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)時才發(fa)(fa)(fa)現(xian)的(de)(de)(de)。甘(gan)德早伽利略近(jin)兩千年(nian)(nian)(nian)，而(er)且(qie)在(zai)(zai)沒有(you)望遠鏡(jing)的(de)(de)(de)條件(jian)，僅憑肉眼就(jiu)發(fa)(fa)(fa)現(xian)了木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)，這真是一個奇(qi)跡(ji)。而(er)后(hou)，天文(wen)學(xue)家(jia)西門·馬里烏斯以希臘神話(hua)中宙斯的(de)(de)(de)愛人伽倪墨得斯為(wei)之(zhi)(zhi)命名。旅行者(zhe)號航天器(qi)精(jing)確地測量了該衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)大(da)(da)(da)小(xiao)，伽利略號探測器(qi)則發(fa)(fa)(fa)現(xian)了它地下海洋(yang)和磁場。
2015年(nian)3月12日，美(mei)國國家航空航天局(ju)宣(xuan)布，太陽(yang)系(xi)最(zui)大衛星木衛三的冰蓋(gai)下有(you)一片咸水(shui)海洋，液態水(shui)含量超(chao)過地球。
在公(gong)元前(qian)400年(nian)到公(gong)元前(qian)360年(nian)之間（最有可能的是在公(gong)元前(qian)364年(nian)夏天），中國(guo)戰國(guo)時期的甘德(de)就(jiu)已(yi)經發(fa)現了(le)木衛三，比(bi)伽(jia)利略早(zao)了(le)2000多年(nian)。
1610年1月11日(ri)(ri)，伽(jia)利(li)略·伽(jia)利(li)萊觀測到三顆靠近木(mu)星(xing)的星(xing)體(ti)(ti)；第二天晚上(shang)，他注意到這(zhe)(zhe)三顆星(xing)體(ti)(ti)發(fa)生(sheng)了位移接著他又發(fa)現了第四顆星(xing)體(ti)(ti)，即后來的木(mu)衛三。至1610年1月15日(ri)(ri)晚，伽(jia)利(li)略確定這(zhe)(zhe)些星(xing)體(ti)(ti)是圍(wei)繞木(mu)星(xing)運(yun)行的。他聲稱有權為這(zhe)(zhe)些衛星(xing)命名(ming)，并曾考慮過“科斯米安(an)衛星(xing)”（Cosmian Stars）的名(ming)字，但最終將之命名(ming)為“美第奇(qi)衛星(xing)”(Medicean Stars)。
法國天文學(xue)家(jia)尼(ni)古拉(la)斯(si)·克勞迪·法布里(li)·德·佩瑞斯(si)特(te)建(jian)(jian)議為(wei)(wei)美第奇衛(wei)星(xing)(xing)(xing)家(jia)族的(de)(de)(de)(de)各顆(ke)衛(wei)星(xing)(xing)(xing)分(fen)別命(ming)名(ming)，但是其建(jian)(jian)議未(wei)被(bei)采(cai)納。原本宣稱其最初(chu)發現(xian)(xian)伽(jia)利略衛(wei)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)西門·馬里(li)烏(wu)斯(si)曾試圖將這幾顆(ke)衛(wei)星(xing)(xing)(xing)命(ming)名(ming)為(wei)(wei)“朱庇(bi)特(te)的(de)(de)(de)(de)薩圖爾努斯(si)”（Saturn of Jupiter）、“朱庇(bi)特(te)的(de)(de)(de)(de)朱庇(bi)特(te)”（Jupiter of Jupiter，即(ji)指(zhi)木(mu)衛(wei)三(san)(san)）、“朱庇(bi)特(te)的(de)(de)(de)(de)維納斯(si)”（Venus of Jupiter）和“朱庇(bi)特(te)的(de)(de)(de)(de)墨丘利”（Mercury of Jupiter）但也從(cong)未(wei)被(bei)采(cai)用(yong)后來有建(jian)(jian)議以(yi)(yi)希臘神話(hua)中(zhong)神的(de)(de)(de)(de)斟酒(jiu)者、宙斯(si)的(de)(de)(de)(de)愛人蓋尼(ni)米得為(wei)(wei)之命(ming)名(ming)。這種命(ming)名(ming)法在相當長的(de)(de)(de)(de)時(shi)期(qi)內并(bing)沒有被(bei)普遍(bian)接受，直至20世紀中(zhong)期(qi)才得到普遍(bian)使(shi)用(yong)在早期(qi)的(de)(de)(de)(de)天文學(xue)文獻中(zhong)，該(gai)衛(wei)星(xing)(xing)(xing)均以(yi)(yi)羅馬數字(zi)作為(wei)(wei)指(zhi)代(dai)（該(gai)體系由(you)伽(jia)利略提出(chu)）即(ji)被(bei)稱為(wei)(wei)木(mu)衛(wei)三(san)(san)（Jupiter III ）或“朱庇(bi)特(te)的(de)(de)(de)(de)第三(san)(san)顆(ke)衛(wei)星(xing)(xing)(xing)”（third satellite of Jupiter）。后來隨著(zhu)土星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)衛(wei)星(xing)(xing)(xing)群的(de)(de)(de)(de)發現(xian)(xian)，基于(yu)開(kai)普勒(le)和馬里(li)烏(wu)斯(si)建(jian)(jian)議的(de)(de)(de)(de)命(ming)名(ming)系統開(kai)始被(bei)用(yong)于(yu)指(zhi)稱木(mu)星(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)衛(wei)星(xing)(xing)(xing)。木(mu)衛(wei)三(san)(san)是伽(jia)利略衛(wei)星(xing)(xing)(xing)中(zhong)唯一一顆(ke)以(yi)(yi)男性人物名(ming)字(zi)命(ming)名(ming)的(de)(de)(de)(de)。
軌道參數：
所屬行星：木星
平均半徑(jing)：1,070,400km（0.007155 AU）
離心率：0.003
近拱點：1,069,200km（0.007147 AU）
遠拱點：1,071,600km（0.007163 AU）
公轉周期：6天(tian)（0.012599年(nian)）
公轉速(su)度：平均(jun)10.880km/s
軌(gui)道(dao)傾角：2.21（黃道(dao)夾(jia)角）0.20（木(mu)星赤道(dao)夾(jia)角）
物理性質：
平均半徑：2,631.2km（地球(qiu)的0.413倍）
表面積：87.000,000平(ping)方千米（地球的(de)0.12倍）
體積：7.6×101?（地球(qiu)的(de)0.0705倍））
質量：1.4819×1023（地球的0.025倍）
平均密度：4g/cm
表面引(yin)力(li)：1.428m/s
逃逸(yi)速度：3km/s
自轉周期：7天
轉軸傾角(jiao)：0-0.33
反(fan)照率：0.43±0.02
表面溫度：最高122K 平均99K 最低：22k
視星等∶5（oppositition）
大氣壓：極小
大氣成份：氧(yang)氣，原子氧(yang)，臭氧(yang)
木(mu)衛(wei)(wei)三是(shi)(shi)太陽系中已知的(de)(de)(de)唯一(yi)一(yi)顆擁(yong)有(you)磁圈的(de)(de)(de)衛(wei)(wei)星(xing)，其(qi)磁圈可能(neng)是(shi)(shi)由富鐵(tie)的(de)(de)(de)流動(dong)內(nei)核(he)的(de)(de)(de)對流運(yun)動(dong)所產生(sheng)的(de)(de)(de)。其(qi)中的(de)(de)(de)少量(liang)磁圈與(yu)木(mu)星(xing)的(de)(de)(de)更為龐大的(de)(de)(de)磁場相交迭，從而產生(sheng)了向外(wai)擴散(san)的(de)(de)(de)場線。木(mu)衛(wei)(wei)三擁(yong)有(you)一(yi)層(ceng)(ceng)(ceng)稀(xi)薄的(de)(de)(de)含氧大氣(qi)層(ceng)(ceng)(ceng)其(qi)中含有(you)原(yuan)子氧，氧氣(qi)和(he)臭氧，同(tong)時原(yuan)子氫也是(shi)(shi)大氣(qi)的(de)(de)(de)構(gou)(gou)成(cheng)成(cheng)分(fen)之(zhi)一(yi)而木(mu)衛(wei)(wei)三上是(shi)(shi)否擁(yong)有(you)電離層(ceng)(ceng)(ceng)還尚未確定。木(mu)衛(wei)(wei)三主要由硅酸(suan)鹽(yan)巖石和(he)冰(bing)體(ti)構(gou)(gou)成(cheng)星(xing)體(ti)分(fen)層(ceng)(ceng)(ceng)明顯(xian)，擁(yong)有(you)一(yi)個富鐵(tie)的(de)(de)(de)、流動(dong)性的(de)(de)(de)內(nei)核(he)。科學家推測在(zai)(zai)木(mu)衛(wei)(wei)三表面之(zhi)下200千米處存在(zai)(zai)一(yi)個被夾在(zai)(zai)兩(liang)層(ceng)(ceng)(ceng)冰(bing)體(ti)之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)咸水海洋。木(mu)衛(wei)(wei)三表面存在(zai)(zai)兩(liang)種主要地(di)形：其(qi)中較(jiao)暗的(de)(de)(de)地(di)區(qu)約占星(xing)體(ti)總面積的(de)(de)(de)三分(fen)之(zhi)一(yi)其(qi)間(jian)密布著(zhu)撞擊坑，地(di)質年齡估計有(you)40億年之(zhi)久；其(qi)余地(di)區(qu)較(jiao)為明亮縱橫交錯著(zhu)大量(liang)的(de)(de)(de)槽(cao)溝和(he)山脊(ji)，其(qi)地(di)質年齡較(jiao)前者稍小(xiao)。明亮地(di)區(qu)的(de)(de)(de)破碎地(di)質構(gou)(gou)造(zao)的(de)(de)(de)產生(sheng)原(yuan)因至今仍是(shi)(shi)一(yi)個謎，有(you)可能(neng)是(shi)(shi)潮汐熱所導致的(de)(de)(de)構(gou)(gou)造(zao)活(huo)動(dong)造(zao)成(cheng)的(de)(de)(de)。
木衛三是太陽系(xi)中已知的唯一擁有(you)磁圈的衛星(xing)。它擁有(you)一層(ceng)稀薄的含(han)氧(yang)(yang)大氣(qi)(qi)層(ceng)，其(qi)中含(han)有(you)原子氧(yang)(yang)，氧(yang)(yang)氣(qi)(qi)和臭氧(yang)(yang)。而木衛三上是否擁有(you)電(dian)離層(ceng)還尚未確定。
木(mu)衛三(san)內部(bu)結構(gou)木(mu)衛三(san)的(de)平均密度(du)為1.936g/cm3，表(biao)明(ming)它是(shi)由近(jin)乎等量(liang)的(de)巖石和(he)水構(gou)成的(de)，后者主要以(yi)冰(bing)體形式存(cun)在冰(bing)體的(de)質量(liang)占(zhan)衛星總質量(liang)的(de)46-50%，
比之木(mu)衛(wei)(wei)四稍低(di)。此外可(ke)能還存在某些(xie)不穩定的冰體，如氨的冰體。木(mu)衛(wei)(wei)三巖石(shi)(shi)的確切構成還不為(wei)(wei)人知，但是很可(ke)能接近于L型(xing)或(huo)LL型(xing)普通球粒隕(yun)石(shi)(shi)，這兩類(lei)隕(yun)石(shi)(shi)較(jiao)之H球粒隕(yun)石(shi)(shi)，所含(han)的全鐵(tie)和金屬鐵(tie)較(jiao)少(shao)，而鐵(tie)氧化物(wu)較(jiao)多在木(mu)衛(wei)(wei)三上(shang)，以質(zhi)量計，鐵(tie)和硅(gui)的豐度比為(wei)(wei)1.05-1.27，而在太陽中(zhong)，則為(wei)(wei)1.8。
木衛(wei)三表面的反照率約為0.43。冰體(ti)(ti)(ti)水廣泛(fan)存在(zai)于(yu)其(qi)表面，比(bi)重達(da)到50-90%，高出(chu)整(zheng)體(ti)(ti)(ti)比(bi)重許多(duo)。利用近紅外(wai)光(guang)譜(pu)學(xue)，科學(xue)家(jia)們在(zai)1.04、1.25、1.5、2.0和(he)(he)3.0微米波長(chang)段發現了(le)(le)強烈的冰體(ti)(ti)(ti)水的吸附帶。明亮地(di)(di)帶的槽溝構造(zao)可能含有(you)較多(duo)的冰體(ti)(ti)(ti)，故顯得較為明亮。除(chu)了(le)(le)水外(wai)，對伽(jia)(jia)利略(lve)號(hao)和(he)(he)地(di)(di)基觀測(ce)站(zhan)拍攝的高分(fen)辨(bian)率近紅外(wai)光(guang)譜(pu)和(he)(he)紫外(wai)線光(guang)譜(pu)結果的分(fen)析也顯示了(le)(le)其(qi)他物(wu)質(zhi)的存在(zai)，包括二氧化碳(tan)、二氧化硫，也可能還(huan)包括氰、硫酸(suan)氫(qing)鹽(yan)和(he)(he)多(duo)種有(you)機(ji)化合物(wu)。此(ci)外(wai)伽(jia)(jia)利略(lve)號(hao)還(huan)在(zai)木衛(wei)三表面發現了(le)(le)硫酸(suan)鎂、硫酸(suan)鈉(na)等物(wu)質(zhi)這些鹽(yan)類物(wu)質(zhi)可能來自于(yu)地(di)(di)表之下(xia)的海洋
木(mu)衛(wei)(wei)三的(de)表面(mian)是不(bu)對稱的(de)：其(qi)同軌道(dao)方(fang)向的(de)一(yi)面(mian)要亮于(yu)逆軌道(dao)方(fang)向的(de)一(yi)面(mian)。這(zhe)種狀況類似于(yu)木(mu)衛(wei)(wei)二，而和(he)木(mu)衛(wei)(wei)四的(de)狀況正好相(xiang)反。此外，木(mu)衛(wei)(wei)三同軌道(dao)方(fang)向一(yi)面(mian)似乎富含(han)(han)二氧(yang)(yang)化硫。而二氧(yang)(yang)化碳在(zai)兩個(ge)半球的(de)分布則相(xiang)對均勻盡(jin)管在(zai)極地地區并未觀測(ce)到它的(de)存在(zai)。木(mu)衛(wei)(wei)三上的(de)撞擊坑（除了一(yi)個(ge)之外）并不(bu)富含(han)(han)二氧(yang)(yang)化碳，這(zhe)點也(ye)與木(mu)衛(wei)(wei)四不(bu)同。木(mu)衛(wei)(wei)三的(de)二氧(yang)(yang)化碳可能在(zai)過去的(de)一(yi)段時期已經被(bei)消耗殆盡(jin)了。
木衛三的(de)地層結(jie)構(gou)(gou)(gou)已(yi)經充分分化，它含(han)有一個(ge)由(you)硫化亞鐵(tie)(tie)和鐵(tie)(tie)構(gou)(gou)(gou)成(cheng)的(de)內核(he)、由(you)硅酸(suan)鹽構(gou)(gou)(gou)成(cheng)的(de)內層地涵和由(you)冰體構(gou)(gou)(gou)成(cheng)的(de)外(wai)層地涵。這種結(jie)構(gou)(gou)(gou)得到(dao)(dao)了由(you)伽(jia)利(li)略(lve)號在數次飛掠中(zhong)所測定的(de)木衛三本身較低的(de)無(wu)量綱轉動慣(guan)量——數值為0.3105± 0.0028——的(de)支持(chi)事實上木衛三是太陽系中(zhong)轉動慣(guan)量最小的(de)固態(tai)天體。伽(jia)利(li)略(lve)號探測到(dao)(dao)的(de)木衛三本身固有的(de)磁場則與其(qi)富鐵(tie)(tie)的(de)、流(liu)動的(de)內核(he)有關。擁有高電(dian)導率的(de)液態(tai)鐵(tie)(tie)的(de)對流(liu)是產生(sheng)磁場的(de)最合理模式。
木衛三內部(bu)不同層次(ci)的(de)(de)(de)厚度(du)取(qu)決于硅酸鹽(yan)的(de)(de)(de)構成(cheng)成(cheng)分（其(qi)中(zhong)部(bu)分為(wei)橄欖石和輝石）以及內核中(zhong)硫元素的(de)(de)(de)數量(liang)。最可能(neng)(neng)的(de)(de)(de)情況是其(qi)內核半徑(jing)達(da)到700-900千(qian)米(mi)，外層冰質(zhi)地(di)涵厚度(du)達(da)800-1000千(qian)米(mi)，其(qi)余部(bu)分則為(wei)硅酸鹽(yan)質(zhi)地(di)涵。內核的(de)(de)(de)密度(du)達(da)到了5.5–6g/cm3，硅酸鹽(yan)質(zhi)地(di)涵的(de)(de)(de)密度(du)為(wei)3.4–3.6g/cm3。與地(di)球內核結構類似，某些產生磁(ci)場的(de)(de)(de)模型(xing)要求在鐵(tie)-硫化亞(ya)鐵(tie)液(ye)態(tai)內核之中(zhong)還存在著一個純(chun)鐵(tie)構成(cheng)的(de)(de)(de)固態(tai)內核。若是這種類型(xing)的(de)(de)(de)內核，則其(qi)半徑(jing)最大可能(neng)(neng)為(wei)500千(qian)米(mi)。木衛三內核的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)可能(neng)(neng)高達(da)1500-1700K，壓力高達(da)100千(qian)巴(ba)（100億帕）。
木(mu)(mu)衛三(san)(san)據探測含有(you)太(tai)陽系最多的(de)(de)液(ye)態水。哈勃望(wang)遠(yuan)鏡通過分析木(mu)(mu)衛三(san)(san)的(de)(de)極(ji)光光譜，估算出其(qi)海洋深(shen)達400千(qian)(qian)米(mi)。還(huan)有(you)科學家懷疑，這可(ke)能只(zhi)是(shi)木(mu)(mu)衛三(san)(san)海洋的(de)(de)一(yi)小部分，木(mu)(mu)衛三(san)(san)可(ke)能擁有(you)三(san)(san)個海洋，三(san)(san)個海洋層(ceng)(ceng)層(ceng)(ceng)疊(die)加，每層(ceng)(ceng)都有(you)400千(qian)(qian)米(mi)的(de)(de)深(shen)度(du)，并由高(gao)壓冰層(ceng)(ceng)分隔開，最下面的(de)(de)一(yi)層(ceng)(ceng)海洋可(ke)能直(zhi)接接觸到木(mu)(mu)衛三(san)(san)的(de)(de)巖(yan)石內核(he)。所以木(mu)(mu)衛三(san)(san)的(de)(de)海洋深(shen)度(du)可(ke)能超(chao)過1000公里，蘊含著超(chao)過150億立方千(qian)(qian)米(mi)的(de)(de)巨大(da)水體，含水量(liang)是(shi)地球水量(liang)的(de)(de)30倍以上。
木衛三的(de)(de)表面(mian)(mian)主要存在兩種(zhong)類型的(de)(de)地形：一(yi)種(zhong)是非常古老(lao)的(de)(de)、密布(bu)撞(zhuang)(zhuang)擊坑的(de)(de)暗區，另一(yi)種(zhong)是較(jiao)之(zhi)(zhi)前者稍微年(nian)輕（但是地質年(nian)齡依舊十(shi)分(fen)古老(lao)）、遍(bian)布(bu)大量槽(cao)溝和(he)山脊的(de)(de)明區。暗區的(de)(de)面(mian)(mian)積約(yue)占球體總面(mian)(mian)積的(de)(de)三分(fen)之(zhi)(zhi)一(yi)，其間含(han)有(you)粘(zhan)土和(he)有(you)機物質，這可能是由(you)撞(zhuang)(zhuang)擊木衛三的(de)(de)隕(yun)石帶來(lai)的(de)(de)。
而產生(sheng)槽溝地(di)形(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)加(jia)(jia)熱(re)機制則仍然是行星科學中的(de)(de)(de)(de)一大(da)難(nan)題。現(xian)今的(de)(de)(de)(de)觀點(dian)認(ren)為槽溝地(di)形(xing)(xing)從本質上說主(zhu)(zhu)要(yao)是由構(gou)(gou)造(zao)(zao)(zao)活動(dong)形(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)；而如(ru)果(guo)冰(bing)火山在其(qi)(qi)中起了作(zuo)用(yong)的(de)(de)(de)(de)話那(nei)也只是次要(yao)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)。為了引起這種(zhong)構(gou)(gou)造(zao)(zao)(zao)活動(dong)，木(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)的(de)(de)(de)(de)巖(yan)石圈必須被施加(jia)(jia)足夠強大(da)的(de)(de)(de)(de)壓力，而造(zao)(zao)(zao)成(cheng)這種(zhong)壓力的(de)(de)(de)(de)力量可(ke)(ke)(ke)能(neng)(neng)與(yu)過(guo)(guo)去曾經發(fa)(fa)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)潮(chao)(chao)汐熱(re)作(zuo)用(yong)有關——這種(zhong)作(zuo)用(yong)可(ke)(ke)(ke)能(neng)(neng)在木(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)處于不穩定(ding)的(de)(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)(dao)共振狀態(tai)時發(fa)(fa)生(sheng)引力潮(chao)(chao)汐對(dui)冰(bing)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)撓(nao)曲作(zuo)用(yong)會加(jia)(jia)熱(re)星體(ti)(ti)(ti)(ti)內(nei)部，給(gei)巖(yan)石圈施加(jia)(jia)壓力，并進(jin)一步導致裂縫、地(di)壘和地(di)塹(qian)的(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)成(cheng)，這些(xie)地(di)形(xing)(xing)取(qu)代了占木(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)表(biao)面積70%的(de)(de)(de)(de)古老(lao)暗區(qu)。槽溝地(di)形(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)成(cheng)可(ke)(ke)(ke)能(neng)(neng)還(huan)與(yu)早期內(nei)核(he)(he)的(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)成(cheng)過(guo)(guo)程及其(qi)(qi)后星體(ti)(ti)(ti)(ti)內(nei)部的(de)(de)(de)(de)潮(chao)(chao)汐熱(re)作(zuo)用(yong)有關，它(ta)(ta)們引起的(de)(de)(de)(de)冰(bing)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)相變和熱(re)脹冷縮作(zuo)用(yong)可(ke)(ke)(ke)能(neng)(neng)導致木(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)發(fa)(fa)生(sheng)了微度(du)膨脹，幅度(du)為1-6%。隨著(zhu)星體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)進(jin)一步發(fa)(fa)育，熱(re)水噴流被從內(nei)核(he)(he)擠壓至星體(ti)(ti)(ti)(ti)表(biao)面，導致巖(yan)石圈的(de)(de)(de)(de)構(gou)(gou)造(zao)(zao)(zao)變形(xing)(xing)。星體(ti)(ti)(ti)(ti)內(nei)部的(de)(de)(de)(de)放射性(xing)衰變產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)熱(re)能(neng)(neng)是最可(ke)(ke)(ke)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)熱(re)源(yuan)，木(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)地(di)下(xia)海洋的(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)成(cheng)可(ke)(ke)(ke)能(neng)(neng)就有賴于它(ta)(ta)。通過(guo)(guo)研究模型(xing)人們發(fa)(fa)現(xian)，如(ru)果(guo)過(guo)(guo)去木(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)的(de)(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)(dao)離心率值(zhi)較現(xian)今高很(hen)多（事(shi)實上也可(ke)(ke)(ke)能(neng)(neng)如(ru)此），那(nei)么潮(chao)(chao)汐熱(re)能(neng)(neng)就可(ke)(ke)(ke)能(neng)(neng)取(qu)放射性(xing)衰變熱(re)源(yuan)而代之(zhi)，成(cheng)為木(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)最主(zhu)(zhu)要(yao)的(de)(de)(de)(de)熱(re)源(yuan)。
在兩(liang)種地(di)(di)形中均可見到，但是在暗區(qu)中分布的(de)(de)(de)(de)(de)(de)更(geng)為(wei)(wei)(wei)密(mi)(mi)集：這(zhe)一(yi)(yi)區(qu)域遭遇過(guo)大規模(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)隕(yun)石轟(hong)擊(ji)，因而(er)撞(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分布呈(cheng)飽(bao)和(he)狀態。較為(wei)(wei)(wei)明亮(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)槽(cao)(cao)溝地(di)(di)形區(qu)分布的(de)(de)(de)(de)(de)(de)撞(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)則較少(shao)，在這(zhe)里由于構(gou)造變(bian)形而(er)發育起來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)地(di)(di)形成(cheng)為(wei)(wei)(wei)了(le)(le)主要地(di)(di)質(zhi)特(te)征。撞(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)密(mi)(mi)度(du)表明暗區(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)地(di)(di)質(zhi)年(nian)齡達到了(le)(le)40億年(nian)，接近于月(yue)球上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高地(di)(di)地(di)(di)形的(de)(de)(de)(de)(de)(de)地(di)(di)質(zhi)年(nian)齡；而(er)槽(cao)(cao)溝地(di)(di)形則稍微年(nian)輕一(yi)(yi)些（但是無法(fa)確定其(qi)確切年(nian)齡）。和(he)月(yue)球類似，在35-40億年(nian)之前，木(mu)(mu)衛(wei)三經(jing)歷過(guo)一(yi)(yi)個(ge)隕(yun)石猛烈轟(hong)擊(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時期如果這(zhe)種情況(kuang)(kuang)屬實(shi)，那么這(zhe)個(ge)時期在太陽系內(nei)曾(ceng)經(jing)發生了(le)(le)大規模(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轟(hong)擊(ji)事件，而(er)這(zhe)個(ge)時期之后轟(hong)擊(ji)率(lv)又(you)大為(wei)(wei)(wei)降低在亮(liang)區(qu)中，既有(you)撞(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)覆蓋于槽(cao)(cao)溝之上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況(kuang)(kuang)，也(ye)有(you)槽(cao)(cao)溝切割撞(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況(kuang)(kuang)，這(zhe)說明其(qi)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)部(bu)分槽(cao)(cao)溝地(di)(di)質(zhi)年(nian)齡也(ye)十分古老。木(mu)(mu)衛(wei)三上也(ye)存在相對年(nian)輕的(de)(de)(de)(de)(de)(de)撞(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)，其(qi)向外(wai)發散(san)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)輻射線還清(qing)晰可見。木(mu)(mu)衛(wei)三的(de)(de)(de)(de)(de)(de)撞(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)深度(du)不及月(yue)球和(he)水星(xing)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，這(zhe)可能(neng)是由于木(mu)(mu)衛(wei)三的(de)(de)(de)(de)(de)(de)冰(bing)質(zhi)地(di)(di)層質(zhi)地(di)(di)薄弱，會發生位移，從而(er)能(neng)夠轉移一(yi)(yi)部(bu)分的(de)(de)(de)(de)(de)(de)撞(zhuang)擊(ji)力量許多地(di)(di)質(zhi)年(nian)代(dai)久遠的(de)(de)(de)(de)(de)(de)撞(zhuang)擊(ji)坑(keng)(keng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)坑(keng)(keng)體結構(gou)已經(jing)消(xiao)失(shi)不見，只(zhi)留下(xia)一(yi)(yi)種被稱為(wei)(wei)(wei)變(bian)余結構(gou)（英語：palimpsest）的(de)(de)(de)(de)(de)(de)殘跡
木衛三的(de)(de)顯(xian)著特征包括一(yi)個(ge)被(bei)稱為伽利略(lve)(lve)區(qu)的(de)(de)較暗平(ping)原，這個(ge)區(qu)域內的(de)(de)槽溝呈(cheng)同心環分布，可(ke)能是(shi)在一(yi)個(ge)地質(zhi)活(huo)動時(shi)期內形成(cheng)(cheng)的(de)(de)。另外一(yi)個(ge)顯(xian)著特征則是(shi)木衛三的(de)(de)兩(liang)個(ge)極冠(guan)，其構成(cheng)(cheng)成(cheng)(cheng)分可(ke)能是(shi)霜(shuang)體(ti)。這層霜(shuang)體(ti)延伸至緯度(du)為40°的(de)(de)地區(qu)。旅行(xing)者號(hao)首次(ci)發現了木衛三的(de)(de)極冠(guan)。目前有兩(liang)種(zhong)解釋極冠(guan)形成(cheng)(cheng)的(de)(de)理論(lun)，一(yi)種(zhong)認為是(shi)高緯度(du)的(de)(de)冰體(ti)擴(kuo)散所(suo)(suo)致(zhi)，另一(yi)種(zhong)認為是(shi)外空間(jian)的(de)(de)等離(li)子(zi)態冰體(ti)轟(hong)擊所(suo)(suo)產(chan)生的(de)(de)。伽利略(lve)(lve)號(hao)的(de)(de)觀測結(jie)果(guo)更傾向于后(hou)一(yi)種(zhong)理論(lun)。
1972年(nian)，一(yi)支在(zai)印(yin)度尼西亞(ya)的(de)(de)(de)(de)波斯(si)查(cha)天(tian)文臺工作的(de)(de)(de)(de)印(yin)度、英國和(he)美國天(tian)文學家(jia)聯合團隊(dui)宣稱他們(men)在(zai)一(yi)次掩星(xing)現象中探測到(dao)了(le)木(mu)(mu)衛(wei)三的(de)(de)(de)(de)大氣(qi)，當時(shi)木(mu)(mu)星(xing)正從一(yi)顆(ke)恒星(xing)之(zhi)前(qian)通(tong)過(guo)。他們(men)估(gu)(gu)計(ji)其大氣(qi)壓約為1微巴(ba)(ba)（0.1帕）。1979年(nian)旅行(xing)者(zhe)1號在(zai)飛掠(lve)過(guo)木(mu)(mu)星(xing)之(zhi)時(shi)，借助當時(shi)的(de)(de)(de)(de)一(yi)次掩星(xing)現象進行(xing)了(le)類(lei)似的(de)(de)(de)(de)觀(guan)(guan)測，但是得(de)到(dao)了(le)不同的(de)(de)(de)(de)結果。旅行(xing)者(zhe)1號的(de)(de)(de)(de)掩星(xing)觀(guan)(guan)測法使(shi)用短于(yu)200納(na)米波長的(de)(de)(de)(de)遠紫外線光(guang)譜進行(xing)觀(guan)(guan)測，這比之(zhi)1972年(nian)的(de)(de)(de)(de)可(ke)見光(guang)譜觀(guan)(guan)測法，在(zai)測定氣(qi)體存在(zai)與否(fou)方面要精確得(de)多。旅行(xing)者(zhe)1號的(de)(de)(de)(de)觀(guan)(guan)測數據表明木(mu)(mu)衛(wei)三上并不存在(zai)大氣(qi)，其表面的(de)(de)(de)(de)微粒數量密度最高只(zhi)有1.5 × 10?cm3，對應的(de)(de)(de)(de)壓力小于(yu)2.5 × 10?微巴(ba)(ba)。后一(yi)個數據較之(zhi)1972年(nian)的(de)(de)(de)(de)數據要小了(le)5個數量級，說明早期的(de)(de)(de)(de)估(gu)(gu)計(ji)太過(guo)于(yu)樂觀(guan)(guan)了(le)，
木(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)(san)表(biao)面的(de)(de)(de)(de)假色溫度(du)圖不(bu)(bu)(bu)過1995年哈勃(bo)空間望遠(yuan)鏡(jing)(jing)發(fa)現(xian)(xian)了木(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)(san)上(shang)存在(zai)(zai)稀薄的(de)(de)(de)(de)、以(yi)氧為(wei)主(zhu)要成分(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)大(da)氣(qi)(qi)，這(zhe)點(dian)類似(si)于木(mu)衛(wei)(wei)二的(de)(de)(de)(de)大(da)氣(qi)(qi)。哈勃(bo)望遠(yuan)鏡(jing)(jing)在(zai)(zai)130.4納(na)米到(dao)135.6納(na)米段的(de)(de)(de)(de)遠(yuan)紫外線(xian)光(guang)譜區探測到(dao)了原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)氧的(de)(de)(de)(de)大(da)氣(qi)(qi)光(guang)。這(zhe)種大(da)氣(qi)(qi)光(guang)是(shi)分(fen)(fen)子(zi)(zi)氧遭受電子(zi)(zi)轟擊(ji)而離(li)解時所發(fa)出的(de)(de)(de)(de)，這(zhe)表(biao)明木(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)(san)上(shang)存在(zai)(zai)著(zhu)以(yi)O?分(fen)(fen)子(zi)(zi)為(wei)主(zhu)的(de)(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)性(xing)大(da)氣(qi)(qi)。其(qi)表(biao)面微粒數(shu)量(liang)密度(du)在(zai)(zai) 1.2-7 × 10?cm3范圍之間，相應的(de)(de)(de)(de)表(biao)面壓(ya)力為(wei)0.2-1.2 × 10?微巴。這(zhe)些數(shu)值在(zai)(zai)旅(lv)行者(zhe)號1981年探測的(de)(de)(de)(de)數(shu)值上(shang)限之內(nei)。這(zhe)種微量(liang)級的(de)(de)(de)(de)氧氣(qi)(qi)濃(nong)度(du)不(bu)(bu)(bu)足以(yi)維持(chi)生(sheng)命存在(zai)(zai)；其(qi)來源可能(neng)是(shi)木(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)(san)表(biao)面的(de)(de)(de)(de)冰體在(zai)(zai)輻射作(zuo)用下分(fen)(fen)解為(wei)氫氣(qi)(qi)和(he)氧氣(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)過程(cheng)，其(qi)中(zhong)(zhong)氫氣(qi)(qi)由于其(qi)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)量(liang)較低，很快(kuai)就逃逸出木(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)(san)了。木(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)(san)上(shang)觀(guan)測到(dao)的(de)(de)(de)(de)大(da)氣(qi)(qi)光(guang)并(bing)不(bu)(bu)(bu)像木(mu)衛(wei)(wei)二上(shang)的(de)(de)(de)(de)同(tong)類現(xian)(xian)象一(yi)般在(zai)(zai)空間分(fen)(fen)布(bu)上(shang)呈現(xian)(xian)均一(yi)性(xing)。哈勃(bo)望遠(yuan)鏡(jing)(jing)在(zai)(zai)木(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)(san)的(de)(de)(de)(de)南(nan)北(bei)半(ban)球發(fa)現(xian)(xian)了數(shu)個(ge)亮(liang)點(dian)，其(qi)中(zhong)(zhong)兩個(ge)都(dou)處(chu)于緯度(du)50°地(di)區——即木(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)(san)磁圈的(de)(de)(de)(de)擴(kuo)散(san)場線(xian)和(he)聚(ju)集場線(xian)的(de)(de)(de)(de)交界處(chu)。同(tong)時也有人認為(wei)亮(liang)點(dian)可能(neng)是(shi)等離(li)子(zi)(zi)體在(zai)(zai)下落(luo)過程(cheng)中(zhong)(zhong)切割擴(kuo)散(san)場線(xian)所形成的(de)(de)(de)(de)極(ji)光(guang)。
中性(xing)大氣層的(de)存在(zai)著(zhu)木(mu)衛(wei)三(san)上也應該(gai)存在(zai)電(dian)(dian)離(li)(li)層，因為氧分子是在(zai)遭受來自磁圈和(he)太(tai)陽遠紫(zi)外輻射的(de)高能電(dian)(dian)子轟擊(ji)之(zhi)后(hou)而(er)電(dian)(dian)離(li)(li)的(de)。但是和(he)大氣層一樣(yang)，木(mu)衛(wei)三(san)電(dian)(dian)離(li)(li)層的(de)性(xing)質也引發了爭議(yi)。伽利略號的(de)部分觀測發現(xian)在(zai)木(mu)衛(wei)三(san)表(biao)面(mian)(mian)的(de)電(dian)(dian)子密度較高，表(biao)明其(qi)存在(zai)電(dian)(dian)離(li)(li)層，但是其(qi)他觀測則毫無(wu)所獲。通(tong)過各種(zhong)觀測所測定的(de)木(mu)衛(wei)三(san)表(biao)面(mian)(mian)的(de)電(dian)(dian)子密度處于(yu)400-2,500 cm3范圍之(zhi)間。及至2008年，木(mu)衛(wei)三(san)電(dian)(dian)離(li)(li)層的(de)各項參數仍未被精確確定。
證(zheng)明木(mu)衛三含氧大氣(qi)存在(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)另一(yi)種方(fang)法(fa)是對藏于木(mu)衛三表(biao)層冰(bing)(bing)體(ti)中的(de)(de)(de)(de)(de)氣(qi)體(ti)進行測量(liang)。1996年，科(ke)學(xue)家們公布了針對臭(chou)氧的(de)(de)(de)(de)(de)測量(liang)結果(guo)。1997年，光譜(pu)分(fen)析揭(jie)示(shi)了分(fen)子(zi)(zi)氧的(de)(de)(de)(de)(de)二聚(ju)體(ti)（或雙原子(zi)(zi)分(fen)子(zi)(zi)）吸(xi)收功能(neng)，即當氧分(fen)子(zi)(zi)處于濃相狀態時，就會出(chu)現這種吸(xi)收功能(neng)，而如果(guo)分(fen)子(zi)(zi)氧藏于冰(bing)(bing)體(ti)之中，則吸(xi)收功能(neng)最佳(jia)。二聚(ju)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)收光譜(pu)位置更多的(de)(de)(de)(de)(de)取決于緯(wei)度(du)(du)和經度(du)(du)，而非表(biao)面的(de)(de)(de)(de)(de)反照(zhao)率——隨(sui)著(zhu)緯(wei)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)提高，吸(xi)收光譜(pu)的(de)(de)(de)(de)(de)位置就會上移(yi)(yi)。而相反的(de)(de)(de)(de)(de)，隨(sui)著(zhu)緯(wei)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)提高臭(chou)氧的(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)收光譜(pu)則會下移(yi)(yi)。實驗(yan)室的(de)(de)(de)(de)(de)模擬試驗(yan)表(biao)明，在(zai)木(mu)衛三上表(biao)面溫度(du)(du)高于100K的(de)(de)(de)(de)(de)地區，O?并(bing)不(bu)會聚(ju)合(he)在(zai)一(yi)起(qi)，而是擴散至冰(bing)(bing)體(ti)中。
當在(zai)(zai)(zai)木衛(wei)(wei)二上(shang)發現了鈉元(yuan)素之后，科學家們便開始(shi)在(zai)(zai)(zai)木衛(wei)(wei)三的大氣中尋找這(zhe)種物質，但是(shi)到(dao)了1997年都一(yi)無所獲。據估計，鈉在(zai)(zai)(zai)木衛(wei)(wei)三上(shang)的豐(feng)度(du)比木衛(wei)(wei)二小13倍，這(zhe)可(ke)能是(shi)因為(wei)其(qi)表面原(yuan)本就(jiu)缺(que)乏該物質或磁(ci)圈將這(zhe)類高能原(yuan)子(zi)擋(dang)開了。木衛(wei)(wei)三大氣層中存(cun)在(zai)(zai)(zai)的另一(yi)種微量(liang)成分是(shi)原(yuan)子(zi)氫(qing)，在(zai)(zai)(zai)距該衛(wei)(wei)星表面3000千米的太空即(ji)已能觀測到(dao)氫(qing)原(yuan)子(zi)的存(cun)在(zai)(zai)(zai)。其(qi)在(zai)(zai)(zai)星體表面的數量(liang)密度(du)約為(wei)1.5 × 10?cm3。
1995年至2000年間，伽利略號共6次近距(ju)離飛(fei)掠(lve)過(guo)木(mu)衛(wei)(wei)(wei)三，發(fa)現該衛(wei)(wei)(wei)星(xing)有(you)(you)一個(ge)獨立(li)于(yu)木(mu)星(xing)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)之外的(de)、長(chang)(chang)期(qi)存在的(de)、其(qi)本身(shen)所固(gu)有(you)(you)的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)矩(ju)，其(qi)大小估計為(wei)(wei)1.3 × 1013T·m3，比水星(xing)的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)矩(ju)大三倍(bei)(bei)。其(qi)磁(ci)(ci)(ci)(ci)偶極(ji)子與木(mu)衛(wei)(wei)(wei)三自轉軸的(de)交角(jiao)為(wei)(wei)176°，這(zhe)意味著其(qi)磁(ci)(ci)(ci)(ci)極(ji)正(zheng)(zheng)對著木(mu)星(xing)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)。磁(ci)(ci)(ci)(ci)層的(de)北磁(ci)(ci)(ci)(ci)極(ji)位于(yu)軌道(dao)平面之下。由(you)這(zhe)個(ge)長(chang)(chang)期(qi)磁(ci)(ci)(ci)(ci)矩(ju)創造的(de)偶極(ji)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)在木(mu)衛(wei)(wei)(wei)三赤道(dao)地(di)區的(de)強(qiang)度為(wei)(wei)719±2納(na)特(te)斯拉(la)，超過(guo)了此處(chu)的(de)木(mu)星(xing)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)強(qiang)度——后者(zhe)為(wei)(wei)120納(na)特(te)斯拉(la)。木(mu)衛(wei)(wei)(wei)三赤道(dao)地(di)區的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)正(zheng)(zheng)對著木(mu)星(xing)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)，這(zhe)使其(qi)場(chang)(chang)線有(you)(you)可(ke)能重(zhong)新聚合(he)。而其(qi)南(nan)北極(ji)地(di)區的(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)強(qiang)度則是赤道(dao)地(di)區的(de)兩倍(bei)(bei)為(wei)(wei)1440納(na)特(te)斯拉(la)，
長期存在(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)矩在(zai)(zai)木衛(wei)(wei)三(san)四周劃出一個(ge)(ge)空間，形(xing)成了(le)一個(ge)(ge)嵌入木星磁(ci)場的(de)(de)(de)(de)(de)小型磁(ci)層(ceng)(ceng)(ceng)。木衛(wei)(wei)三(san)是(shi)太陽系中(zhong)已(yi)知(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)唯(wei)一一顆擁有(you)磁(ci)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)衛(wei)(wei)星。其磁(ci)層(ceng)(ceng)(ceng)直徑達(da)4-5RG (RG=2,631.2千米(mi))。在(zai)(zai)木衛(wei)(wei)三(san)上緯(wei)度低于30°的(de)(de)(de)(de)(de)地(di)區(qu)(qu)(qu)，其磁(ci)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)場線是(shi)閉合的(de)(de)(de)(de)(de)，在(zai)(zai)這個(ge)(ge)區(qu)(qu)(qu)域，帶電粒子(zi)（如電子(zi)和離(li)(li)(li)子(zi)）均被捕獲，進而形(xing)成輻射(she)帶。磁(ci)層(ceng)(ceng)(ceng)中(zhong)所含(han)的(de)(de)(de)(de)(de)主要離(li)(li)(li)子(zi)為單個(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)離(li)(li)(li)子(zi)化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)氧原子(zi)——O+——這點與木衛(wei)(wei)三(san)含(han)氧大(da)氣(qi)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)特征相吻合。而在(zai)(zai)緯(wei)度高于30°的(de)(de)(de)(de)(de)極冠地(di)區(qu)(qu)(qu)場線則(ze)向外擴(kuo)散，連接著木衛(wei)(wei)三(san)和木星的(de)(de)(de)(de)(de)電離(li)(li)(li)層(ceng)(ceng)(ceng)。在(zai)(zai)這些地(di)區(qu)(qu)(qu)已(yi)經(jing)發現了(le)高能(neng)（高達(da)數(shu)十甚至數(shu)百千伏）的(de)(de)(de)(de)(de)電子(zi)和離(li)(li)(li)子(zi)，可能(neng)由此而形(xing)成了(le)木衛(wei)(wei)三(san)極地(di)地(di)區(qu)(qu)(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)極光現象。另外，在(zai)(zai)極地(di)地(di)區(qu)(qu)(qu)不斷(duan)下落(luo)的(de)(de)(de)(de)(de)重離(li)(li)(li)子(zi)則(ze)發生了(le)濺(jian)射(she)運動(dong)最終(zhong)使(shi)木衛(wei)(wei)三(san)表面的(de)(de)(de)(de)(de)冰(bing)體變暗。
木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)磁(ci)(ci)(ci)(ci)層和木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)互影響與太陽風和地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)互作用(yong)在(zai)(zai)很(hen)多方(fang)(fang)面十(shi)分(fen)類似(si)。如繞木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)旋轉的(de)(de)(de)(de)(de)(de)等(deng)離子(zi)(zi)體(ti)(ti)(ti)對木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)逆軌道(dao)(dao)方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轟(hong)擊就(jiu)非常像太陽風對地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轟(hong)擊。主要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不同(tong)之(zhi)(zhi)處(chu)是(shi)(shi)等(deng)離子(zi)(zi)體(ti)(ti)(ti)流的(de)(de)(de)(de)(de)(de)速(su)(su)度——在(zai)(zai)地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)上(shang)為(wei)超音速(su)(su)，而(er)在(zai)(zai)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)上(shang)為(wei)亞(ya)音速(su)(su)。由于其(qi)(qi)(qi)等(deng)離子(zi)(zi)體(ti)(ti)(ti)流速(su)(su)度為(wei)亞(ya)音速(su)(su)，所(suo)(suo)以(yi)(yi)在(zai)(zai)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)逆軌道(dao)(dao)方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)一(yi)面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)并(bing)未形(xing)(xing)成(cheng)弓形(xing)(xing)激波。除(chu)了其(qi)(qi)(qi)本身固有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)層外，木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)還擁(yong)有(you)一(yi)個(ge)感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)產(chan)生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)偶極磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)，其(qi)(qi)(qi)存在(zai)(zai)與木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)附近木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)強度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化(hua)有(you)關。該感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)隨著木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)本身固有(you)磁(ci)(ci)(ci)(ci)層方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化(hua)，交替呈放射狀面向(xiang)(xiang)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)或背(bei)向(xiang)(xiang)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)該磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)強度較(jiao)之(zhi)(zhi)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)本身之(zhi)(zhi)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)弱了一(yi)個(ge)數量級——前者(zhe)磁(ci)(ci)(ci)(ci)赤(chi)道(dao)(dao)地(di)(di)區(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)強為(wei)60納特(te)斯(si)拉，只及木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)此處(chu)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)強的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)半。木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)和木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)四(si)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)以(yi)(yi)及木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)二的(de)(de)(de)(de)(de)(de)感(gan)(gan)應(ying)(ying)(ying)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)十(shi)分(fen)相(xiang)(xiang)似(si)，這表(biao)明(ming)該衛(wei)(wei)星(xing)可能(neng)(neng)也擁(yong)有(you)一(yi)個(ge)高電(dian)導率的(de)(de)(de)(de)(de)(de)地(di)(di)下(xia)海(hai)洋(yang)。由于木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)內部(bu)結構已經是(shi)(shi)徹底的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)化(hua)型，且擁(yong)有(you)一(yi)顆金屬內核，所(suo)(suo)以(yi)(yi)其(qi)(qi)(qi)本身固有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)生方(fang)(fang)式可能(neng)(neng)與地(di)(di)球(qiu)(qiu)(qiu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)生方(fang)(fang)式類似(si)：即是(shi)(shi)內核物質運動的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結果。如果磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)(chang)是(shi)(shi)基(ji)于發(fa)電(dian)機原理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)物那么木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)層就(jiu)可能(neng)(neng)是(shi)(shi)由其(qi)(qi)(qi)內核的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)分(fen)對流運動所(suo)(suo)造成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。
盡(jin)管已知木(mu)衛(wei)三(san)擁有(you)一個鐵質內核(he)(he)，但是(shi)其磁(ci)層仍然顯得(de)很神(shen)秘，特別是(shi)為(wei)(wei)何其他與之大小(xiao)相(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)衛(wei)星都(dou)不擁有(you)磁(ci)層。一些(xie)研(yan)究認為(wei)(wei)在(zai)木(mu)衛(wei)三(san)這(zhe)種(zhong)相(xiang)對較小(xiao)的(de)(de)(de)體積下(xia)，其內核(he)(he)應該(gai)早已被(bei)充(chong)分冷卻(que)(que)以致內核(he)(he)的(de)(de)(de)流(liu)動和(he)磁(ci)場的(de)(de)(de)產生都(dou)無以為(wei)(wei)繼。一種(zhong)解釋聲稱能(neng)夠引起星體表(biao)面(mian)構(gou)造變形(xing)的(de)(de)(de)軌道(dao)共振也能(neng)夠起到(dao)維持磁(ci)層的(de)(de)(de)作(zuo)用：即(ji)木(mu)衛(wei)三(san)的(de)(de)(de)軌道(dao)離心率和(he)潮汐熱作(zuo)用由于(yu)某些(xie)軌道(dao)共振作(zuo)用而(er)出現增益，同(tong)時(shi)其地(di)幔(man)也起到(dao)了絕緣內核(he)(he)，阻止其冷卻(que)(que)的(de)(de)(de)作(zuo)用另一種(zhong)解釋認為(wei)(wei)是(shi)地(di)幔(man)中的(de)(de)(de)硅酸鹽巖(yan)石中殘留的(de)(de)(de)磁(ci)性造成了這(zhe)種(zhong)磁(ci)層。如果該(gai)衛(wei)星在(zai)過去曾經擁有(you)基(ji)于(yu)發電(dian)機原理產生的(de)(de)(de)強大磁(ci)場，那么該(gai)理論就很有(you)可能(neng)行得(de)通。
木(mu)衛三可(ke)能由(you)木(mu)星次星云(yun)——即在木(mu)星形成之后環繞于其四周的、由(you)氣體和(he)塵(chen)埃組(zu)成的圓盤——的吸(xi)積(ji)作用所產生木(mu)衛三的吸(xi)積(ji)過程持(chi)續了大(da)約1萬年，相較暗的尼克爾森(sen)區和(he)較亮(liang)的哈帕(pa)吉亞槽溝之間可(ke)謂涇渭分(fen)明(ming)。
較(jiao)(jiao)于(yu)木(mu)(mu)衛(wei)四的10萬年短(duan)得(de)多。當伽利略(lve)衛(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)開始形(xing)成之際，木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)次星(xing)(xing)(xing)(xing)云中所(suo)含的氣體成分(fen)已經相(xiang)(xiang)對較(jiao)(jiao)少(shao)；這(zhe)導(dao)致了木(mu)(mu)衛(wei)四較(jiao)(jiao)長的吸(xi)(xi)(xi)積時間(jian)(jian)。相(xiang)(xiang)反，由于(yu)木(mu)(mu)衛(wei)三是緊接木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)之后(hou)形(xing)成的，這(zhe)時的次星(xing)(xing)(xing)(xing)云還比(bi)較(jiao)(jiao)濃密，所(suo)以(yi)其(qi)吸(xi)(xi)(xi)積作用所(suo)耗(hao)時間(jian)(jian)較(jiao)(jiao)短(duan)。相(xiang)(xiang)對較(jiao)(jiao)短(duan)的形(xing)成時間(jian)(jian)使得(de)吸(xi)(xi)(xi)積過程(cheng)中產生的熱(re)(re)量較(jiao)(jiao)少(shao)逃(tao)逸，這(zhe)些(xie)未逃(tao)逸的熱(re)(re)量導(dao)致了冰體的融化(hua)(hua)和(he)木(mu)(mu)衛(wei)三內(nei)部結構(gou)的分(fen)化(hua)(hua)：即巖(yan)石(shi)(shi)和(he)冰體相(xiang)(xiang)互分(fen)開，巖(yan)石(shi)(shi)沉入星(xing)(xing)(xing)(xing)體中心形(xing)成內(nei)核(he)。在這(zhe)方面(mian)，木(mu)(mu)衛(wei)三與木(mu)(mu)衛(wei)四不同，后(hou)者由于(yu)其(qi)較(jiao)(jiao)長的形(xing)成時間(jian)(jian)而導(dao)致吸(xi)(xi)(xi)積熱(re)(re)逃(tao)逸殆盡，從而無(wu)法在初期融化(hua)(hua)冰體以(yi)及分(fen)化(hua)(hua)內(nei)部結構(gou)。這(zhe)一假說揭示了為何(he)質(zhi)量和(he)構(gou)成物質(zhi)如此(ci)(ci)接近(jin)的兩顆衛(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)看起來卻如此(ci)(ci)得(de)不同。
在(zai)其(qi)(qi)(qi)形成之(zhi)后，木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三的(de)(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)(nei)核(he)(he)還保存了大部分(fen)(fen)(fen)在(zai)吸積(ji)過(guo)程(cheng)(cheng)和(he)分(fen)(fen)(fen)化(hua)(hua)(hua)過(guo)程(cheng)(cheng)中(zhong)形成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)量(liang)，它(ta)只(zhi)是緩(huan)慢的(de)(de)(de)(de)(de)(de)將少(shao)量(liang)熱(re)(re)量(liang)釋(shi)放(fang)至冰(bing)質地(di)幔層中(zhong)，就(jiu)如同(tong)熱(re)(re)電池的(de)(de)(de)(de)(de)(de)運作(zuo)一(yi)般。接著，地(di)幔又通過(guo)對(dui)流(liu)(liu)作(zuo)用將熱(re)(re)量(liang)傳(chuan)導(dao)至星體(ti)表(biao)面。不久巖石(shi)中(zhong)蘊含的(de)(de)(de)(de)(de)(de)放(fang)射性元素開始衰(shuai)變，產生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)量(liang)進一(yi)步加熱(re)(re)了內(nei)(nei)(nei)核(he)(he)，從(cong)而加劇了其(qi)(qi)(qi)內(nei)(nei)(nei)部結(jie)(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)化(hua)(hua)(hua)，最(zui)終形成了一(yi)個(ge)鐵(tie)-硫化(hua)(hua)(hua)亞鐵(tie)內(nei)(nei)(nei)核(he)(he)和(he)一(yi)個(ge)硅(gui)酸鹽地(di)幔。至此，木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三內(nei)(nei)(nei)部結(jie)(jie)構徹底分(fen)(fen)(fen)化(hua)(hua)(hua)。與(yu)之(zhi)相比較，未(wei)經內(nei)(nei)(nei)部結(jie)(jie)構分(fen)(fen)(fen)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)四(si)所產生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)放(fang)射性熱(re)(re)能只(zhi)能導(dao)致其(qi)(qi)(qi)冰(bing)質內(nei)(nei)(nei)部的(de)(de)(de)(de)(de)(de)對(dui)流(liu)(liu)，這種對(dui)流(liu)(liu)有效地(di)冷卻(que)了星體(ti)，并阻止了大規模(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)冰(bing)體(ti)融化(hua)(hua)(hua)和(he)內(nei)(nei)(nei)部結(jie)(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)快速分(fen)(fen)(fen)化(hua)(hua)(hua)，同(tong)時(shi)其(qi)(qi)(qi)最(zui)多(duo)只(zhi)能引起冰(bing)體(ti)與(yu)巖石(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)部分(fen)(fen)(fen)分(fen)(fen)(fen)化(hua)(hua)(hua)。現今，木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三的(de)(de)(de)(de)(de)(de)冷卻(que)過(guo)程(cheng)(cheng)仍十分(fen)(fen)(fen)緩(huan)慢。從(cong)起內(nei)(nei)(nei)核(he)(he)和(he)硅(gui)酸鹽地(di)幔所釋(shi)放(fang)出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)量(liang)使得(de)木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)地(di)下海洋(yang)得(de)以存在(zai)，同(tong)時(shi)只(zhi)是緩(huan)慢冷卻(que)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)流(liu)(liu)動(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)-硫化(hua)(hua)(hua)亞鐵(tie)內(nei)(nei)(nei)核(he)(he)仍在(zai)推動(dong)星體(ti)內(nei)(nei)(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)對(dui)流(liu)(liu)，并維持著磁圈的(de)(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai)。木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三的(de)(de)(de)(de)(de)(de)對(dui)外熱(re)(re)通量(liang)很可能高于木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)四(si)。
木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)的(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)距(ju)(ju)離木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)107萬400千米，是伽利略(lve)衛(wei)星(xing)(xing)中距(ju)(ju)離木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)第三(san)近的(de)(de)(de)，其公轉周期為7天3小(xiao)時(shi)。和(he)大(da)部分已知(zhi)的(de)(de)(de)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)衛(wei)星(xing)(xing)一樣，木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)也為木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)所鎖定，永(yong)遠都以(yi)同一面(mian)面(mian)向(xiang)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)，木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)一、木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)二(er)和(he)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)三(san)者之(zhi)間的(de)(de)(de)拉普拉斯共振狀態。它的(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)離心率很(hen)小(xiao)，軌(gui)道(dao)傾(qing)角也很(hen)小(xiao)，接近于木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)赤道(dao)，同時(shi)在數百年的(de)(de)(de)周期里，軌(gui)道(dao)的(de)(de)(de)離心率和(he)傾(qing)角還會以(yi)周期函(han)數的(de)(de)(de)形式受到太陽和(he)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)引力攝動的(de)(de)(de)影響。變(bian)化(hua)范圍分別(bie)為0.0009-0.0022和(he)0.05-0.32°這(zhe)種軌(gui)道(dao)的(de)(de)(de)變(bian)化(hua)使得其轉軸傾(qing)角在0-0.33°之(zhi)間變(bian)化(hua)。
木(mu)衛(wei)三和木(mu)衛(wei)二(er)、木(mu)衛(wei)一保持著軌道(dao)共(gong)振關(guan)系：即(ji)木(mu)衛(wei)三每(mei)公轉一周，木(mu)衛(wei)二(er)即(ji)公轉兩周、木(mu)衛(wei)一公轉四周當木(mu)衛(wei)二(er)位于近拱點、木(mu)衛(wei)一位于遠(yuan)拱點時(shi)，兩者之間會出現(xian)上(shang)合現(xian)象；而當木(mu)衛(wei)二(er)位于近拱點時(shi)，它和木(mu)衛(wei)三
之間也會(hui)出(chu)現(xian)上合現(xian)象(xiang)。木衛(wei)一和木衛(wei)二(er)，木衛(wei)三(san)的上合位置會(hui)以(yi)相同速率移動，遂(sui)三(san)者(zhe)之間有可(ke)能出(chu)現(xian)三(san)星合現(xian)象(xiang)。這種復雜(za)的軌(gui)道共振(zhen)被稱(cheng)為拉(la)普拉(la)斯共振(zhen)。現(xian)今的拉(la)普拉(la)斯共振(zhen)并無法將木衛(wei)三(san)的軌(gui)道離心率提升到一個更(geng)高的值(zhi)。
0.0013的(de)(de)(de)(de)離心(xin)(xin)(xin)率(lv)(lv)(lv)值(zhi)(zhi)可(ke)能是早期(qi)殘留下來的(de)(de)(de)(de)——當時(shi)軌(gui)(gui)道離心(xin)(xin)(xin)率(lv)(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)提(ti)升(sheng)是有可(ke)能的(de)(de)(de)(de)。但是木衛(wei)三的(de)(de)(de)(de)軌(gui)(gui)道離心(xin)(xin)(xin)率(lv)(lv)(lv)仍然(ran)讓人(ren)困惑：如果在(zai)(zai)(zai)現階段其(qi)離心(xin)(xin)(xin)率(lv)(lv)(lv)值(zhi)(zhi)無(wu)法提(ti)升(sheng)，則必然(ran)得表明在(zai)(zai)(zai)其(qi)內部的(de)(de)(de)(de)潮(chao)汐耗(hao)散(san)作用下，它的(de)(de)(de)(de)離心(xin)(xin)(xin)率(lv)(lv)(lv)值(zhi)(zhi)正在(zai)(zai)(zai)逐漸損耗(hao)。這意味著離心(xin)(xin)(xin)率(lv)(lv)(lv)值(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)最(zui)后一次損耗(hao)就發生(sheng)在(zai)(zai)(zai)數億(yi)年(nian)之(zhi)前(qian)。由(you)于現今木衛(wei)三軌(gui)(gui)道的(de)(de)(de)(de)離心(xin)(xin)(xin)率(lv)(lv)(lv)相(xiang)(xiang)對較低——平均(jun)只有0.0015，所以(yi)現今木衛(wei)三的(de)(de)(de)(de)潮(chao)汐熱(re)也應該相(xiang)(xiang)應的(de)(de)(de)(de)十分微弱。但是在(zai)(zai)(zai)過去，木衛(wei)三可(ke)能已(yi)經經歷過了一種(zhong)(zhong)或多種(zhong)(zhong)類拉(la)普拉(la)斯(si)共振，從而(er)使得其(qi)軌(gui)(gui)道離心(xin)(xin)(xin)率(lv)(lv)(lv)能達到(dao)0.01-0.02的(de)(de)(de)(de)高值(zhi)(zhi)。
這(zhe)可能(neng)在(zai)木(mu)衛(wei)三內部引(yin)起(qi)了顯(xian)著的(de)(de)(de)潮汐熱效應(ying)；而(er)這(zhe)種多階(jie)段的(de)(de)(de)內部加熱最(zui)終造(zao)成(cheng)了現(xian)(xian)今(jin)木(mu)衛(wei)三表面的(de)(de)(de)槽溝地形(xing)人(ren)們還無法確切(qie)知曉木(mu)衛(wei)一(yi)(yi)、木(mu)衛(wei)二和木(mu)衛(wei)三之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)拉普拉斯(si)(si)共(gong)振(zhen)是(shi)如何形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)。現(xian)(xian)今(jin)存(cun)在(zai)兩(liang)種假(jia)說：一(yi)(yi)種認為這(zhe)種狀(zhuang)態(tai)在(zai)太(tai)陽系形(xing)成(cheng)之(zhi)初即已(yi)存(cun)在(zai)；另一(yi)(yi)種認為這(zhe)種狀(zhuang)態(tai)是(shi)在(zai)太(tai)陽系形(xing)成(cheng)之(zhi)后(hou)(hou)(hou)才發展(zhan)出來的(de)(de)(de)。一(yi)(yi)種可能(neng)的(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)過程如下：首先是(shi)由于木(mu)星的(de)(de)(de)潮汐效應(ying)，致使木(mu)衛(wei)一(yi)(yi)的(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)向(xiang)(xiang)外推移(yi)(yi)(yi)，直至某一(yi)(yi)點與木(mu)衛(wei)二發生(sheng)2:1的(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)共(gong)振(zhen)；之(zhi)后(hou)(hou)(hou)其軌(gui)道(dao)繼(ji)續(xu)向(xiang)(xiang)外推移(yi)(yi)(yi)，同時將部分的(de)(de)(de)旋轉力矩轉移(yi)(yi)(yi)給木(mu)衛(wei)二，從而(er)也引(yin)起(qi)了后(hou)(hou)(hou)者的(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)向(xiang)(xiang)外推移(yi)(yi)(yi)；這(zhe)個過程持續(xu)進行(xing)直到(dao)木(mu)衛(wei)二到(dao)達(da)某一(yi)(yi)點與木(mu)衛(wei)三形(xing)成(cheng)2:1的(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)共(gong)振(zhen)。最(zui)終三者之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)兩(liang)對(dui)上(shang)合現(xian)(xian)象(xiang)的(de)(de)(de)位置移(yi)(yi)(yi)動速率保持一(yi)(yi)致形(xing)成(cheng)拉普拉斯(si)(si)共(gong)振(zhen)。
第一批(pi)是先(xian)驅者10號和先(xian)驅者11號，兩者傳(chuan)回的(de)關于木(mu)衛三(san)的(de)信息較少。之后(hou)旅(lv)行(xing)(xing)者1號和旅(lv)行(xing)(xing)者2號于1979年飛(fei)掠過木(mu)衛三(san)。它們精確測定(ding)了它的(de)大(da)(da)小，最終證(zheng)明它的(de)體積要大(da)(da)于土衛六(liu)，后(hou)者曾被(bei)認為大(da)(da)于前者。此外，這兩艘飛(fei)船還發(fa)現了木(mu)衛三(san)上的(de)槽溝地形。
1995年(nian)(nian)，伽利(li)略號進入環木(mu)星軌(gui)道。在(zai)(zai)1996年(nian)(nian)至2000年(nian)(nian)間(jian)，它共6次近(jin)距離飛(fei)掠過(guo)(guo)木(mu)衛(wei)三(san)。這6次飛(fei)掠被命名為G1，G2，G7，G8，G28，G29。在(zai)(zai)最接近(jin)的一次飛(fei)掠——G2——中(zhong)(zhong)，伽利(li)略號距離木(mu)衛(wei)三(san)表(biao)面僅264千米。在(zai)(zai)1996年(nian)(nian)的G1飛(fei)掠中(zhong)(zhong)，它發(fa)(fa)現了(le)木(mu)衛(wei)三(san)的磁場。后來又發(fa)(fa)現了(le)木(mu)衛(wei)三(san)的地下海洋(yang)，并于2001年(nian)(nian)對外公布。伽利(li)略號傳回了(le)大量的光譜圖(tu)像，并在(zai)(zai)木(mu)衛(wei)三(san)表(biao)面發(fa)(fa)現了(le)數(shu)種非冰(bing)化(hua)合物。前往(wang)近(jin)距離探(tan)測(ce)木(mu)衛(wei)三(san)的探(tan)測(ce)器是新視野號，它于2007年(nian)(nian)在(zai)(zai)前往(wang)冥王星的途中(zhong)(zhong)飛(fei)掠過(guo)(guo)了(le)木(mu)衛(wei)三(san)，并在(zai)(zai)加速過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)拍攝(she)了(le)木(mu)衛(wei)三(san)的地形圖(tu)和構成(cheng)圖(tu)。
2009年2月(yue)，美(mei)國航空(kong)航天(tian)(tian)局(ju)(ju)和歐(ou)洲(zhou)(zhou)空(kong)間(jian)局(ju)(ju)確認(ren)該(gai)計劃(hua)(hua)(hua)將優先(xian)于“土(tu)(tu)衛六-土(tu)(tu)星(xing)(xing)(xing)計劃(hua)(hua)(hua)”得以實(shi)施。木(mu)(mu)(mu)衛二-木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)計劃(hua)(hua)(hua)”包括(kuo)美(mei)國航空(kong)航天(tian)(tian)局(ju)(ju)主(zhu)持的(de)(de)“木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)-木(mu)(mu)(mu)衛二軌(gui)道飛(fei)行器(qi)”和歐(ou)洲(zhou)(zhou)空(kong)間(jian)局(ju)(ju)主(zhu)持的(de)(de)“木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)-木(mu)(mu)(mu)衛三軌(gui)道飛(fei)行器(qi)”，可(ke)能(neng)還(huan)包括(kuo)日本宇宙航空(kong)研究(jiu)開發(fa)機構主(zhu)持的(de)(de)“木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)磁場探(tan)(tan)測器(qi)”。 已被(bei)取消的(de)(de)環(huan)木(mu)(mu)(mu)衛三軌(gui)道探(tan)(tan)測計劃(hua)(hua)(hua)是木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)冰(bing)月(yue)軌(gui)道器(qi)。原計劃(hua)(hua)(hua)使(shi)用核裂變反應堆作為其動力(li)來源，這將使(shi)其能(neng)夠對木(mu)(mu)(mu)衛三進行詳細勘查(cha)。但是由于預(yu)算裁(cai)剪(jian)，該(gai)計劃(hua)(hua)(hua)于2005年被(bei)取消。另外還(huan)有一個被(bei)取消的(de)(de)計劃(hua)(hua)(hua)被(bei)稱為“宏偉的(de)(de)木(mu)(mu)(mu)衛三”（The Grandeur of Ganymede）。
2015年03月12日，美國(guo)(guo)(guo)國(guo)(guo)(guo)家航(hang)空(kong)航(hang)天局(NASA)宣(xuan)布(bu)，美國(guo)(guo)(guo)宇(yu)航(hang)局哈勃太(tai)空(kong)望遠鏡(jing)近日觀測到木衛三磁(ci)場產生的極光現(xian)象，并測量出木衛三冰層(ceng)下(xia)方存在具有(you)一定鹽度(du)的咸(xian)水(shui)海(hai)洋。
根據(ju)測算，這片(pian)地(di)下海洋深度(du)約為10萬米(mi)，相當(dang)于地(di)球上最深海洋的10倍(bei)多。它存在(zai)于150千米(mi)厚、主要(yao)由(you)冰(bing)層組成的地(di)表下。
木星最(zui)大的(de)衛星----木衛三也是它擁有(you)的(de)唯一一顆有(you)強磁(ci)場的(de)衛星。科學家利(li)用哈勃太空望遠鏡獲得的(de)數千(qian)張圖片(pian)，發現(xian)在木星極區看到的(de)非常壯觀的(de)極光，是在木衛三的(de)磁(ci)氣圈產(chan)生的(de)引力(li)影響下形成的(de)，
木(mu)衛(wei)(wei)(wei)三和非常活(huo)躍的木(mu)衛(wei)(wei)(wei)一(yi)在(zai)圍繞木(mu)星運行時，會與這(zhe)(zhe)顆行星的等離(li)子體(ti)相互作用，在(zai)木(mu)星極(ji)區產(chan)生明亮(liang)的斑點這(zhe)(zhe)些亮(liang)斑被稱作“極(ji)光足印(yin)(auroral footprints)”。然而，直到現在(zai)也沒有人知道(dao)木(mu)衛(wei)(wei)(wei)三的足跡到底有多大以及為(wei)什(shen)么木(mu)衛(wei)(wei)(wei)三會導(dao)致木(mu)星極(ji)區產(chan)生美(mei)麗壯(zhuang)觀的極(ji)光。
研(yan)究人員通過分(fen)析哈(ha)勃太空望遠鏡(jing)拍攝的(de)(de)(de)圖片(pian)，測量(liang)出木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)腳印(yin)的(de)(de)(de)確切(qie)大(da)小他們認為這些斑點的(de)(de)(de)面積太大(da)根本不(bu)是(shi)衛(wei)星(xing)在這顆行(xing)星(xing)上(shang)的(de)(de)(de)投影，而(er)且它的(de)(de)(de)直徑跟(gen)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)的(de)(de)(de)保護性(xing)磁場(chang)的(de)(de)(de)直徑非常(chang)相符。科(ke)(ke)學家還測量(liang)了(le)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)一(yi)(yi)(yi)極(ji)光足(zu)印(yin)的(de)(de)(de)大(da)小及形狀這是(shi)由木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)一(yi)(yi)(yi)上(shang)活躍的(de)(de)(de)火山噴(pen)發出來的(de)(de)(de)帶電粒(li)子造成的(de)(de)(de)比利(li)時列(lie)日大(da)學(University of Liege)的(de)(de)(de)天體物理學家丹尼斯·格(ge)倫頓特(Denis Grodent)說：“這些極(ji)光結構中的(de)(de)(de)每(mei)一(yi)(yi)(yi)個都在告訴我們一(yi)(yi)(yi)個正在進(jin)行(xing)中的(de)(de)(de)故事——在遙遠的(de)(de)(de)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)上(shang)正進(jin)行(xing)著大(da)規模(mo)(mo)能量(liang)傳輸(shu)。通過分(fen)析這些極(ji)光的(de)(de)(de)確切(qie)位(wei)置，以及木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)一(yi)(yi)(yi)和木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)三(san)圍繞木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)運行(xing)時，它們的(de)(de)(de)形狀及亮度發生的(de)(de)(de)改(gai)變(bian)，我們已(yi)經(jing)制(zhi)作出迄今為止最為詳(xiang)細的(de)(de)(de)模(mo)(mo)擬(ni)圖模(mo)(mo)仿木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)與這些衛(wei)星(xing)之間(jian)的(de)(de)(de)電磁作用。”格(ge)倫頓特在德國舉行(xing)的(de)(de)(de)歐(ou)洲行(xing)星(xing)科(ke)(ke)學大(da)會上(shang)詳(xiang)細介紹了(le)這項研(yan)究結果(guo)，
格倫頓特(te)和他的(de)(de)(de)科研(yan)(yan)組除(chu)了把木衛三(san)的(de)(de)(de)極光(guang)足印與它的(de)(de)(de)磁場結合在(zai)一(yi)起外(wai)還意外(wai)在(zai)這顆衛星(xing)極光(guang)的(de)(de)(de)亮度(du)方(fang)面發現周期性變化，這些(xie)變化發生在(zai)三(san)個不同時(shi)刻(ke)。研(yan)(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)認為，每次變化都反(fan)映了木星(xing)的(de)(de)(de)等(deng)離子體與木衛三(san)的(de)(de)(de)磁場之間發生了相(xiang)互(hu)作用(yong)，但(dan)是(shi)至(zhi)今他們也(ye)不清(qing)楚是(shi)什么引起這種相(xiang)互(hu)作用(yong)的(de)(de)(de)。
研(yan)究負責人、約翰-霍(huo)普金斯(si)大學應用物(wu)理(li)實驗室的韋斯(si)-帕特森表(biao)(biao)示：“通(tong)過繪制(zhi)木衛(wei)三表(biao)(biao)面圖(tu)，我們可(ke)更(geng)準(zhun)確地解答這顆真正獨一無二(er)衛(wei)星的形成和演變等(deng)科學問題。”
這張地圖(tu)由美國地質調(diao)查(cha)局公布，從技術(shu)上(shang)闡述了木衛三表面各(ge)種各(ge)樣(yang)的地質特征，是第(di)一張完整的冰冷的外行星(xing)衛星(xing)地圖(tu)。帕特森、柯(ke)林(lin)斯和同(tong)事們用美國宇航局旅行者和伽利(li)略太空探測器捕捉到(dao)的圖(tu)像制作出這張地圖(tu)。
從1610年1月木(mu)(mu)衛三(san)被發(fa)現(xian)以來，它就成為反復觀(guan)測的(de)焦點。科學家用(yong)地球望(wang)遠鏡第一次觀(guan)測木(mu)(mu)衛三(san)，然(ran)后(hou)用(yong)飛近探測和環繞(rao)木(mu)(mu)星(xing)飛行的(de)航天(tian)器進行觀(guan)測。這些研究發(fa)現(xian)了一個(ge)復雜的(de)冰冷世界。它的(de)表(biao)面以兩個(ge)主要地形類(lei)型間的(de)鮮明對(dui)比為特征(zheng)。這兩種地形是又黑(hei)又冷的(de)多隕石坑地區和更(geng)亮更(geng)年輕(但依然(ran)十分(fen)古老)的(de)地區，后(hou)者以大量溝(gou)槽和山脊為特征(zheng)。
木(mu)衛(wei)三(san)直徑3280英里(約合5262公里)，比行(xing)星(xing)(xing)水星(xing)(xing)和(he)矮行(xing)星(xing)(xing)冥王(wang)星(xing)(xing)都(dou)大。它(ta)還是已(yi)知太(tai)陽系(xi)中(zhong)唯一一顆(ke)擁有自己磁層的衛(wei)星(xing)(xing)。這張(zhang)地(di)(di)圖詳(xiang)細闡述了(le)木(mu)衛(wei)三(san)形成和(he)在(zai)太(tai)陽系(xi)大部分(fen)歷史中(zhong)演(yan)變的地(di)(di)質(zhi)特(te)征。這些(xie)地(di)(di)質(zhi)特(te)征記錄下(xia)木(mu)衛(wei)三(san)內(nei)部演(yan)變、木(mu)衛(wei)三(san)動(dong)力學和(he)其他伽利略衛(wei)星(xing)(xing)間相互(hu)作用以(yi)及(ji)撞擊木(mu)衛(wei)三(san)表(biao)面小天(tian)體(ti)演(yan)變的證據。
這張(zhang)新地(di)(di)(di)圖是研(yan)究人員比較(jiao)其(qi)他冰冷(leng)衛(wei)星地(di)(di)(di)質特(te)(te)征(zheng)的(de)(de)重(zhong)要工具(ju)，因為(wei)在其(qi)他冰冷(leng)衛(wei)星上發現(xian)的(de)(de)任(ren)何特(te)(te)征(zheng)類(lei)型都(dou)和(he)木(mu)(mu)衛(wei)三某個(ge)地(di)(di)(di)方的(de)(de)特(te)(te)征(zheng)相似。木(mu)(mu)衛(wei)三表面是地(di)(di)(di)球所有陸地(di)(di)(di)面積的(de)(de)一半以上。這顆衛(wei)星為(wei)科學家提供(gong)各種各樣的(de)(de)觀測地(di)(di)(di)點。柯林斯說：“木(mu)(mu)衛(wei)三表現(xian)出古老和(he)最近形成的(de)(de)地(di)(di)(di)質特(te)(te)征(zheng)。除了(le)地(di)(di)(di)質多(duo)樣性，它還增(zeng)加了(le)歷史(shi)多(duo)樣性。”
伽利略發(fa)現(xian)其他行(xing)星(xing)(xing)也有衛(wei)星(xing)(xing)，證實了地球不是(shi)宇宙中唯一有衛(wei)星(xing)(xing)的行(xing)星(xing)(xing)，還證明了尼(ni)古(gu)拉(la)·哥白尼(ni)的“日心說(shuo)”是(shi)正(zheng)確的。
使用簡(jian)單的望遠鏡(jing)，依靠單獨研(yan)究，伽利略讓(rang)人們很(hen)好(hao)地認(ren)識(shi)了太陽系、星系和浩瀚的宇(yu)宙(zhou)。他(ta)制作的望遠鏡(jing)使人們觀(guan)察(cha)到以前(qian)難以觀(guan)察(cha)到的太空景象(xiang)，加深了人們對宇(yu)宙(zhou)的理解。
巧笑倩兮 
