木(mu)衛(wei)(wei)三(san)（蓋尼米得，Ganymede，Γανυμ?δη?）是圍繞木(mu)星(xing)運轉(zhuan)的一(yi)顆衛(wei)(wei)星(xing)，公轉(zhuan)周期約(yue)為7天。按距離(li)木(mu)星(xing)從近到遠排(pai)序，在(zai)木(mu)星(xing)的所(suo)有衛(wei)(wei)星(xing)中排(pai)第(di)(di)七，在(zai)伽利(li)略衛(wei)(wei)星(xing)中排(pai)第(di)(di)三(san)。它與木(mu)衛(wei)(wei)二及木(mu)衛(wei)(wei)一(yi)保持著(zhu)1:2:4的軌(gui)道共振關(guan)系。
木衛(wei)(wei)(wei)(wei)三是太(tai)(tai)陽系(xi)中(zhong)最(zui)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)。直徑大(da)于(yu)水(shui)星(xing)，質(zhi)量約(yue)為(wei)水(shui)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)半(ban)，木衛(wei)(wei)(wei)(wei)三主(zhu)要由硅(gui)酸鹽巖石和(he)冰(bing)體(ti)構成(cheng)，星(xing)體(ti)分層明顯(xian)，擁(yong)有一(yi)個(ge)富鐵的(de)(de)(de)(de)(de)、流動(dong)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)內核。體(ti)積(ji)大(da)于(yu)水(shui)星(xing)，是太(tai)(tai)陽系(xi)中(zhong)已知(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)唯一(yi)擁(yong)有磁圈的(de)(de)(de)(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)。木衛(wei)(wei)(wei)(wei)三最(zui)先(xian)并非伽利(li)(li)略(lve)所(suo)發(fa)(fa)現(xian)。在公(gong)元(yuan)(yuan)前(qian)400年(nian)到(dao)公(gong)元(yuan)(yuan)前(qian)360年(nian)之(zhi)間（最(zui)有可能的(de)(de)(de)(de)(de)是在公(gong)元(yuan)(yuan)前(qian)364年(nian)夏天(tian)(tian)）依據《唐開元(yuan)(yuan)占經》引(yin)錄甘德(de)論及(ji)木星(xing)時所(suo)說的(de)(de)(de)(de)(de)話(hua)：“若有小赤星(xing)附于(yu)其側(ce)”，著名天(tian)(tian)文學(xue)史家(jia)席(xi)澤宗(zong)先(xian)生(sheng)指(zhi)出：甘德(de)在公(gong)元(yuan)(yuan)前(qian)4世紀(ji)中(zhong)葉就觀測(ce)(ce)到(dao)了(le)木星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)后(hou)(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)木衛(wei)(wei)(wei)(wei)二。而對于(yu)木星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)現(xian)，近代(dai)是在17世紀(ji)初(chu)望(wang)遠鏡(jing)發(fa)(fa)明之(zhi)后(hou)(hou)，由意大(da)利(li)(li)大(da)科學(xue)家(jia)伽利(li)(li)略(lve)（Galilei）于(yu)1610年(nian)用它觀測(ce)(ce)木星(xing)時才發(fa)(fa)現(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)。甘德(de)早伽利(li)(li)略(lve)近兩(liang)千年(nian)，而且(qie)在沒有望(wang)遠鏡(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)條(tiao)件(jian)，僅(jin)憑(ping)肉眼就發(fa)(fa)現(xian)了(le)木星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)，這真是一(yi)個(ge)奇(qi)跡。而后(hou)(hou)，天(tian)(tian)文學(xue)家(jia)西門·馬里烏(wu)斯(si)以希臘神(shen)話(hua)中(zhong)宙(zhou)斯(si)的(de)(de)(de)(de)(de)愛人伽倪墨得(de)斯(si)為(wei)之(zhi)命名。旅行者號(hao)航天(tian)(tian)器精確地測(ce)(ce)量了(le)該衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)小，伽利(li)(li)略(lve)號(hao)探測(ce)(ce)器則發(fa)(fa)現(xian)了(le)它地下海洋和(he)磁場。
2015年(nian)3月(yue)12日，美國國家航(hang)空航(hang)天局宣布(bu)，太陽系最大(da)衛星(xing)木衛三(san)的(de)冰蓋(gai)下有一片(pian)咸水(shui)海洋(yang)，液態水(shui)含量超過地球。
在公(gong)(gong)元(yuan)(yuan)前(qian)(qian)400年(nian)到公(gong)(gong)元(yuan)(yuan)前(qian)(qian)360年(nian)之間（最有(you)可能(neng)的是在公(gong)(gong)元(yuan)(yuan)前(qian)(qian)364年(nian)夏天(tian)），中國戰國時期的甘德就已經發現了(le)木衛(wei)三，比(bi)伽利略早了(le)2000多(duo)年(nian)。
1610年1月(yue)11日，伽利(li)(li)略·伽利(li)(li)萊觀(guan)測到三顆(ke)靠近木星(xing)(xing)的(de)星(xing)(xing)體；第(di)二天晚(wan)上，他(ta)注意到這三顆(ke)星(xing)(xing)體發生(sheng)了位移接著他(ta)又發現(xian)了第(di)四顆(ke)星(xing)(xing)體，即(ji)后來的(de)木衛(wei)三。至1610年1月(yue)15日晚(wan)，伽利(li)(li)略確定這些(xie)星(xing)(xing)體是(shi)圍繞木星(xing)(xing)運行的(de)。他(ta)聲(sheng)稱有(you)權為(wei)(wei)這些(xie)衛(wei)星(xing)(xing)命(ming)(ming)名，并曾考慮過“科斯米安衛(wei)星(xing)(xing)”（Cosmian Stars）的(de)名字，但最終將(jiang)之命(ming)(ming)名為(wei)(wei)“美第(di)奇(qi)衛(wei)星(xing)(xing)”(Medicean Stars)。
法國天(tian)文學家尼古拉斯·克勞迪·法布里·德·佩瑞斯特(te)(te)建(jian)(jian)議(yi)為(wei)美第奇衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)家族(zu)的(de)(de)各顆衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)分別命名(ming)(ming)(ming)，但(dan)是(shi)其建(jian)(jian)議(yi)未被(bei)采納(na)。原(yuan)本宣稱其最初發現伽(jia)利(li)略衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)的(de)(de)西門·馬里烏(wu)斯曾試圖將這幾顆衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)命名(ming)(ming)(ming)為(wei)“朱庇特(te)(te)的(de)(de)薩圖爾努(nu)斯”（Saturn of Jupiter）、“朱庇特(te)(te)的(de)(de)朱庇特(te)(te)”（Jupiter of Jupiter，即(ji)指木(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)三(san)）、“朱庇特(te)(te)的(de)(de)維納(na)斯”（Venus of Jupiter）和(he)(he)“朱庇特(te)(te)的(de)(de)墨丘利(li)”（Mercury of Jupiter）但(dan)也從未被(bei)采用(yong)后來(lai)有(you)建(jian)(jian)議(yi)以希臘(la)神(shen)話中(zhong)神(shen)的(de)(de)斟酒者(zhe)、宙(zhou)斯的(de)(de)愛(ai)人蓋尼米得(de)(de)為(wei)之命名(ming)(ming)(ming)。這種(zhong)命名(ming)(ming)(ming)法在相當長的(de)(de)時期(qi)內并沒有(you)被(bei)普遍接(jie)受，直至(zhi)20世紀(ji)中(zhong)期(qi)才得(de)(de)到(dao)普遍使用(yong)在早期(qi)的(de)(de)天(tian)文學文獻中(zhong)，該(gai)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)均以羅馬數字(zi)(zi)作為(wei)指代(dai)（該(gai)體系由伽(jia)利(li)略提(ti)出）即(ji)被(bei)稱為(wei)木(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)三(san)（Jupiter III ）或“朱庇特(te)(te)的(de)(de)第三(san)顆衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)”（third satellite of Jupiter）。后來(lai)隨(sui)著土(tu)星(xing)的(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)群的(de)(de)發現，基于開普勒(le)和(he)(he)馬里烏(wu)斯建(jian)(jian)議(yi)的(de)(de)命名(ming)(ming)(ming)系統開始被(bei)用(yong)于指稱木(mu)星(xing)的(de)(de)衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)。木(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)三(san)是(shi)伽(jia)利(li)略衛(wei)(wei)(wei)(wei)星(xing)中(zhong)唯一(yi)一(yi)顆以男(nan)性人物名(ming)(ming)(ming)字(zi)(zi)命名(ming)(ming)(ming)的(de)(de)。
軌道參數：
所屬行星：木星
平(ping)均半徑(jing)：1,070,400km（0.007155 AU）
離心率：0.003
近(jin)拱點：1,069,200km（0.007147 AU）
遠拱點：1,071,600km（0.007163 AU）
公(gong)轉周(zhou)期：6天(tian)（0.012599年）
公轉速度：平(ping)均(jun)10.880km/s
軌道傾(qing)角(jiao)(jiao)：2.21（黃道夾角(jiao)(jiao)）0.20（木星赤道夾角(jiao)(jiao)）
物理性質：
平均半徑(jing)：2,631.2km（地球的0.413倍）
表面(mian)積：87.000,000平方(fang)千米（地(di)球的0.12倍）
體(ti)積：7.6×101?（地球的0.0705倍））
質量(liang)：1.4819×1023（地球的0.025倍）
平均密度(du)：4g/cm
表面(mian)引力：1.428m/s
逃(tao)逸速(su)度(du)：3km/s
自轉周期：7天
轉(zhuan)軸(zhou)傾角：0-0.33
反照(zhao)率：0.43±0.02
表面溫度：最高(gao)122K 平(ping)均99K 最低：22k
視星(xing)等∶5（oppositition）
大氣壓：極小
大(da)氣成份(fen)：氧(yang)氣，原子氧(yang)，臭氧(yang)
木(mu)衛(wei)三(san)是太陽系中(zhong)(zhong)已知的(de)(de)(de)(de)(de)唯一一顆擁(yong)有(you)(you)磁(ci)圈(quan)的(de)(de)(de)(de)(de)衛(wei)星，其(qi)磁(ci)圈(quan)可能是由(you)富鐵(tie)的(de)(de)(de)(de)(de)流(liu)動(dong)(dong)內核(he)的(de)(de)(de)(de)(de)對流(liu)運動(dong)(dong)所產生的(de)(de)(de)(de)(de)。其(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)少量磁(ci)圈(quan)與木(mu)星的(de)(de)(de)(de)(de)更為龐(pang)大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)場(chang)相交迭，從而(er)(er)產生了向外擴散的(de)(de)(de)(de)(de)場(chang)線。木(mu)衛(wei)三(san)擁(yong)有(you)(you)一層稀薄(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)含(han)氧(yang)(yang)大(da)(da)(da)氣層其(qi)中(zhong)(zhong)含(han)有(you)(you)原(yuan)子氧(yang)(yang)，氧(yang)(yang)氣和臭氧(yang)(yang)，同(tong)時原(yuan)子氫(qing)也是大(da)(da)(da)氣的(de)(de)(de)(de)(de)構(gou)成成分之一而(er)(er)木(mu)衛(wei)三(san)上是否擁(yong)有(you)(you)電(dian)離層還(huan)尚未(wei)確定。木(mu)衛(wei)三(san)主要由(you)硅(gui)酸鹽巖石(shi)和冰體(ti)構(gou)成星體(ti)分層明(ming)顯，擁(yong)有(you)(you)一個富鐵(tie)的(de)(de)(de)(de)(de)、流(liu)動(dong)(dong)性的(de)(de)(de)(de)(de)內核(he)。科學(xue)家推測在木(mu)衛(wei)三(san)表面(mian)之下200千米處存(cun)(cun)在一個被夾(jia)在兩(liang)層冰體(ti)之間的(de)(de)(de)(de)(de)咸水海洋(yang)。木(mu)衛(wei)三(san)表面(mian)存(cun)(cun)在兩(liang)種主要地(di)(di)形：其(qi)中(zhong)(zhong)較(jiao)暗的(de)(de)(de)(de)(de)地(di)(di)區約占星體(ti)總(zong)面(mian)積的(de)(de)(de)(de)(de)三(san)分之一其(qi)間密布(bu)著撞擊(ji)坑，地(di)(di)質年齡估(gu)計有(you)(you)40億年之久；其(qi)余地(di)(di)區較(jiao)為明(ming)亮縱橫交錯著大(da)(da)(da)量的(de)(de)(de)(de)(de)槽溝(gou)和山脊，其(qi)地(di)(di)質年齡較(jiao)前者(zhe)稍小。明(ming)亮地(di)(di)區的(de)(de)(de)(de)(de)破(po)碎地(di)(di)質構(gou)造(zao)(zao)的(de)(de)(de)(de)(de)產生原(yuan)因(yin)至今仍是一個謎(mi)，有(you)(you)可能是潮(chao)汐(xi)熱所導致(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)構(gou)造(zao)(zao)活動(dong)(dong)造(zao)(zao)成的(de)(de)(de)(de)(de)。
木(mu)衛(wei)三(san)是太(tai)陽(yang)系中(zhong)已知的唯(wei)一擁(yong)有磁圈的衛(wei)星。它擁(yong)有一層稀薄的含氧大氣層，其中(zhong)含有原子氧，氧氣和臭氧。而木(mu)衛(wei)三(san)上是否擁(yong)有電離層還(huan)尚未確定。
木(mu)衛三內部(bu)結構木(mu)衛三的(de)(de)平均(jun)密度為1.936g/cm3，表明它是由近乎等(deng)量(liang)的(de)(de)巖石和(he)水構成(cheng)的(de)(de)，后者(zhe)主要以冰(bing)體形式(shi)存在(zai)冰(bing)體的(de)(de)質(zhi)量(liang)占(zhan)衛星總質(zhi)量(liang)的(de)(de)46-50%，
比(bi)之木衛四稍(shao)低(di)。此(ci)外(wai)可能(neng)還存在某些不穩定的(de)冰(bing)體，如氨(an)的(de)冰(bing)體。木衛三巖石(shi)的(de)確切構(gou)成還不為(wei)人知，但是很(hen)可能(neng)接(jie)近于L型或LL型普通(tong)球粒(li)隕(yun)石(shi)，這兩類(lei)隕(yun)石(shi)較(jiao)之H球粒(li)隕(yun)石(shi)，所含的(de)全(quan)鐵(tie)(tie)和金屬鐵(tie)(tie)較(jiao)少，而鐵(tie)(tie)氧化物較(jiao)多在木衛三上，以質量計(ji)，鐵(tie)(tie)和硅的(de)豐度(du)比(bi)為(wei)1.05-1.27，而在太陽中，則為(wei)1.8。
木(mu)衛(wei)三表面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)反(fan)照率約為0.43。冰(bing)體水廣(guang)泛存在于其(qi)表面(mian)(mian)，比重達到50-90%，高出整(zheng)體比重許(xu)多。利用近紅(hong)外(wai)光譜學(xue)，科學(xue)家們在1.04、1.25、1.5、2.0和(he)3.0微米波(bo)長段發現了(le)(le)強烈(lie)的(de)(de)(de)(de)冰(bing)體水的(de)(de)(de)(de)吸(xi)附帶(dai)。明亮地(di)帶(dai)的(de)(de)(de)(de)槽溝(gou)構(gou)造可能(neng)含有較多的(de)(de)(de)(de)冰(bing)體，故顯(xian)(xian)得較為明亮。除(chu)了(le)(le)水外(wai)，對伽利略(lve)(lve)號和(he)地(di)基觀(guan)測站拍攝的(de)(de)(de)(de)高分辨率近紅(hong)外(wai)光譜和(he)紫外(wai)線光譜結(jie)果的(de)(de)(de)(de)分析也顯(xian)(xian)示了(le)(le)其(qi)他物(wu)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)存在，包括二氧(yang)化(hua)碳、二氧(yang)化(hua)硫，也可能(neng)還(huan)(huan)包括氰、硫酸氫鹽(yan)和(he)多種有機化(hua)合物(wu)。此外(wai)伽利略(lve)(lve)號還(huan)(huan)在木(mu)衛(wei)三表面(mian)(mian)發現了(le)(le)硫酸鎂、硫酸鈉等物(wu)質(zhi)這些鹽(yan)類(lei)物(wu)質(zhi)可能(neng)來(lai)自于地(di)表之下的(de)(de)(de)(de)海(hai)洋
木(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)的(de)(de)表面(mian)是不(bu)對稱的(de)(de)：其同軌(gui)道方向的(de)(de)一(yi)面(mian)要(yao)亮(liang)于逆軌(gui)道方向的(de)(de)一(yi)面(mian)。這種狀(zhuang)況類似(si)于木(mu)(mu)衛(wei)二，而(er)和木(mu)(mu)衛(wei)四(si)的(de)(de)狀(zhuang)況正好相反(fan)。此外，木(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)同軌(gui)道方向一(yi)面(mian)似(si)乎(hu)富含二氧(yang)化硫。而(er)二氧(yang)化碳(tan)在(zai)兩個半球(qiu)的(de)(de)分布則相對均勻(yun)盡管在(zai)極地地區并未觀測到它(ta)的(de)(de)存在(zai)。木(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)上的(de)(de)撞擊坑（除了一(yi)個之外）并不(bu)富含二氧(yang)化碳(tan)，這點也與(yu)木(mu)(mu)衛(wei)四(si)不(bu)同。木(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)的(de)(de)二氧(yang)化碳(tan)可能(neng)在(zai)過去的(de)(de)一(yi)段時期已經被消耗殆盡了。
木衛三(san)的(de)(de)(de)(de)地層(ceng)結(jie)構(gou)(gou)已經(jing)充分(fen)分(fen)化(hua)，它含(han)有(you)(you)一個(ge)由硫(liu)化(hua)亞(ya)鐵(tie)(tie)和鐵(tie)(tie)構(gou)(gou)成的(de)(de)(de)(de)內核(he)、由硅酸鹽構(gou)(gou)成的(de)(de)(de)(de)內層(ceng)地涵(han)和由冰體(ti)構(gou)(gou)成的(de)(de)(de)(de)外層(ceng)地涵(han)。這(zhe)種結(jie)構(gou)(gou)得到了(le)由伽利略號(hao)在數(shu)次飛掠中(zhong)所(suo)測定的(de)(de)(de)(de)木衛三(san)本(ben)身(shen)較低的(de)(de)(de)(de)無量綱(gang)轉動(dong)慣量——數(shu)值為0.3105± 0.0028——的(de)(de)(de)(de)支持(chi)事實上木衛三(san)是(shi)太陽(yang)系(xi)中(zhong)轉動(dong)慣量最小的(de)(de)(de)(de)固態天體(ti)。伽利略號(hao)探測到的(de)(de)(de)(de)木衛三(san)本(ben)身(shen)固有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)磁(ci)場則(ze)與其富鐵(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)、流(liu)動(dong)的(de)(de)(de)(de)內核(he)有(you)(you)關。擁(yong)有(you)(you)高電導率的(de)(de)(de)(de)液態鐵(tie)(tie)的(de)(de)(de)(de)對流(liu)是(shi)產(chan)生磁(ci)場的(de)(de)(de)(de)最合理模式。
木衛(wei)三內(nei)(nei)部(bu)不(bu)同(tong)層次的(de)(de)厚度取決于硅酸鹽的(de)(de)構成(cheng)成(cheng)分（其(qi)中部(bu)分為(wei)(wei)橄欖石(shi)和輝(hui)石(shi)）以及內(nei)(nei)核(he)中硫元素的(de)(de)數量。最可(ke)能(neng)(neng)的(de)(de)情況是其(qi)內(nei)(nei)核(he)半(ban)徑達(da)到700-900千(qian)米(mi)，外(wai)層冰質地(di)涵厚度達(da)800-1000千(qian)米(mi)，其(qi)余部(bu)分則(ze)為(wei)(wei)硅酸鹽質地(di)涵。內(nei)(nei)核(he)的(de)(de)密(mi)度達(da)到了5.5–6g/cm3，硅酸鹽質地(di)涵的(de)(de)密(mi)度為(wei)(wei)3.4–3.6g/cm3。與(yu)地(di)球(qiu)內(nei)(nei)核(he)結構類似，某些產(chan)生磁場(chang)的(de)(de)模型(xing)要求(qiu)在鐵(tie)-硫化(hua)亞鐵(tie)液態(tai)內(nei)(nei)核(he)之(zhi)中還存(cun)在著一個純鐵(tie)構成(cheng)的(de)(de)固態(tai)內(nei)(nei)核(he)。若是這(zhe)種類型(xing)的(de)(de)內(nei)(nei)核(he)，則(ze)其(qi)半(ban)徑最大可(ke)能(neng)(neng)為(wei)(wei)500千(qian)米(mi)。木衛(wei)三內(nei)(nei)核(he)的(de)(de)溫度可(ke)能(neng)(neng)高達(da)1500-1700K，壓力高達(da)100千(qian)巴(ba)（100億帕(pa)）。
木(mu)衛三(san)據(ju)探測含有太陽系最(zui)多(duo)的液態水(shui)。哈勃望遠鏡通(tong)過分(fen)析木(mu)衛三(san)的極(ji)光光譜，估算出(chu)其海(hai)洋深達400千(qian)米。還有科學家懷疑，這可能只是木(mu)衛三(san)海(hai)洋的一小部分(fen)，木(mu)衛三(san)可能擁有三(san)個(ge)海(hai)洋，三(san)個(ge)海(hai)洋層層疊加，每層都(dou)有400千(qian)米的深度，并由高壓(ya)冰(bing)層分(fen)隔開，最(zui)下面的一層海(hai)洋可能直接接觸到木(mu)衛三(san)的巖石內核。所以(yi)木(mu)衛三(san)的海(hai)洋深度可能超過1000公里，蘊含著(zhu)超過150億(yi)立方(fang)千(qian)米的巨大水(shui)體，含水(shui)量(liang)(liang)是地球水(shui)量(liang)(liang)的30倍以(yi)上。
木衛三的(de)表(biao)面(mian)主要(yao)存(cun)在兩(liang)種(zhong)類型的(de)地(di)形：一(yi)種(zhong)是(shi)(shi)非(fei)常(chang)古老的(de)、密布(bu)撞擊坑的(de)暗(an)區(qu)(qu)，另一(yi)種(zhong)是(shi)(shi)較之前(qian)者稍(shao)微年輕（但是(shi)(shi)地(di)質年齡依舊十分(fen)古老）、遍布(bu)大量槽溝和山脊的(de)明(ming)區(qu)(qu)。暗(an)區(qu)(qu)的(de)面(mian)積約占球體總面(mian)積的(de)三分(fen)之一(yi)，其間(jian)含有粘土和有機物質，這可能是(shi)(shi)由撞擊木衛三的(de)隕石帶來的(de)。
而(er)(er)(er)產(chan)生(sheng)槽(cao)溝(gou)地(di)形(xing)的(de)(de)(de)(de)加熱(re)(re)機制則仍然是(shi)行星(xing)科學中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)一大(da)難題。現(xian)今的(de)(de)(de)(de)觀點認為槽(cao)溝(gou)地(di)形(xing)從(cong)(cong)本質上說主要是(shi)由(you)構造(zao)活動(dong)形(xing)成的(de)(de)(de)(de)；而(er)(er)(er)如果冰火山在(zai)其中(zhong)(zhong)起(qi)了作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)的(de)(de)(de)(de)話(hua)那也只是(shi)次要的(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)。為了引起(qi)這種(zhong)構造(zao)活動(dong)，木(mu)衛三(san)(san)的(de)(de)(de)(de)巖(yan)石圈(quan)(quan)必須被施(shi)加足夠強大(da)的(de)(de)(de)(de)壓(ya)力，而(er)(er)(er)造(zao)成這種(zhong)壓(ya)力的(de)(de)(de)(de)力量可(ke)能(neng)(neng)(neng)與過(guo)(guo)(guo)去曾經發生(sheng)的(de)(de)(de)(de)潮(chao)(chao)汐熱(re)(re)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)有關——這種(zhong)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)可(ke)能(neng)(neng)(neng)在(zai)木(mu)衛三(san)(san)處于不穩定的(de)(de)(de)(de)軌道共振狀態時發生(sheng)引力潮(chao)(chao)汐對冰體(ti)的(de)(de)(de)(de)撓曲作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)會加熱(re)(re)星(xing)體(ti)內(nei)部，給(gei)巖(yan)石圈(quan)(quan)施(shi)加壓(ya)力，并進(jin)一步導致裂縫、地(di)壘和地(di)塹的(de)(de)(de)(de)形(xing)成，這些地(di)形(xing)取代了占木(mu)衛三(san)(san)表面(mian)積70%的(de)(de)(de)(de)古(gu)老(lao)暗(an)區(qu)。槽(cao)溝(gou)地(di)形(xing)的(de)(de)(de)(de)形(xing)成可(ke)能(neng)(neng)(neng)還與早期(qi)內(nei)核的(de)(de)(de)(de)形(xing)成過(guo)(guo)(guo)程及其后星(xing)體(ti)內(nei)部的(de)(de)(de)(de)潮(chao)(chao)汐熱(re)(re)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)有關，它們(men)引起(qi)的(de)(de)(de)(de)冰體(ti)的(de)(de)(de)(de)相變和熱(re)(re)脹(zhang)冷(leng)縮作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)可(ke)能(neng)(neng)(neng)導致木(mu)衛三(san)(san)發生(sheng)了微度膨脹(zhang)，幅度為1-6%。隨著(zhu)星(xing)體(ti)的(de)(de)(de)(de)進(jin)一步發育，熱(re)(re)水噴流被從(cong)(cong)內(nei)核擠壓(ya)至星(xing)體(ti)表面(mian)，導致巖(yan)石圈(quan)(quan)的(de)(de)(de)(de)構造(zao)變形(xing)。星(xing)體(ti)內(nei)部的(de)(de)(de)(de)放射性衰(shuai)變產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)能(neng)(neng)(neng)是(shi)最可(ke)能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)源(yuan)，木(mu)衛三(san)(san)地(di)下海洋的(de)(de)(de)(de)形(xing)成可(ke)能(neng)(neng)(neng)就有賴于它。通過(guo)(guo)(guo)研究模型人們(men)發現(xian)，如果過(guo)(guo)(guo)去木(mu)衛三(san)(san)的(de)(de)(de)(de)軌道離心率值(zhi)較現(xian)今高(gao)很多(duo)（事實上也可(ke)能(neng)(neng)(neng)如此），那么潮(chao)(chao)汐熱(re)(re)能(neng)(neng)(neng)就可(ke)能(neng)(neng)(neng)取放射性衰(shuai)變熱(re)(re)源(yuan)而(er)(er)(er)代之，成為木(mu)衛三(san)(san)最主要的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)源(yuan)。
在(zai)(zai)兩種地(di)(di)形(xing)中(zhong)(zhong)均可見(jian)到(dao)，但是(shi)(shi)在(zai)(zai)暗區(qu)(qu)(qu)中(zhong)(zhong)分布的(de)(de)(de)(de)(de)(de)更為(wei)(wei)密集：這(zhe)(zhe)一(yi)區(qu)(qu)(qu)域遭(zao)遇過大(da)規模(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)隕石轟(hong)擊(ji)(ji)，因而(er)(er)撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)(ji)坑(keng)(keng)(keng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分布呈(cheng)飽和狀態(tai)。較為(wei)(wei)明(ming)亮(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)槽(cao)(cao)溝地(di)(di)形(xing)區(qu)(qu)(qu)分布的(de)(de)(de)(de)(de)(de)撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)(ji)坑(keng)(keng)(keng)則較少，在(zai)(zai)這(zhe)(zhe)里由(you)于(yu)構造變形(xing)而(er)(er)發(fa)(fa)(fa)育起來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)地(di)(di)形(xing)成為(wei)(wei)了主要地(di)(di)質特征(zheng)。撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)(ji)坑(keng)(keng)(keng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)密度表明(ming)暗區(qu)(qu)(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)地(di)(di)質年(nian)(nian)(nian)齡達到(dao)了40億(yi)年(nian)(nian)(nian)，接近于(yu)月球(qiu)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高地(di)(di)地(di)(di)形(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)地(di)(di)質年(nian)(nian)(nian)齡；而(er)(er)槽(cao)(cao)溝地(di)(di)形(xing)則稍微(wei)年(nian)(nian)(nian)輕一(yi)些（但是(shi)(shi)無法確(que)定其確(que)切年(nian)(nian)(nian)齡）。和月球(qiu)類似，在(zai)(zai)35-40億(yi)年(nian)(nian)(nian)之前，木衛(wei)三(san)(san)經(jing)(jing)歷(li)過一(yi)個隕石猛烈轟(hong)擊(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)期(qi)(qi)如果這(zhe)(zhe)種情(qing)況屬實，那么這(zhe)(zhe)個時(shi)期(qi)(qi)在(zai)(zai)太陽系內曾(ceng)經(jing)(jing)發(fa)(fa)(fa)生了大(da)規模(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轟(hong)擊(ji)(ji)事件(jian)，而(er)(er)這(zhe)(zhe)個時(shi)期(qi)(qi)之后(hou)轟(hong)擊(ji)(ji)率又大(da)為(wei)(wei)降低在(zai)(zai)亮(liang)區(qu)(qu)(qu)中(zhong)(zhong)，既有(you)撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)(ji)坑(keng)(keng)(keng)覆蓋于(yu)槽(cao)(cao)溝之上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況，也有(you)槽(cao)(cao)溝切割撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)(ji)坑(keng)(keng)(keng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況，這(zhe)(zhe)說明(ming)其中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)部(bu)分槽(cao)(cao)溝地(di)(di)質年(nian)(nian)(nian)齡也十(shi)分古老。木衛(wei)三(san)(san)上(shang)也存在(zai)(zai)相對年(nian)(nian)(nian)輕的(de)(de)(de)(de)(de)(de)撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)(ji)坑(keng)(keng)(keng)，其向外發(fa)(fa)(fa)散的(de)(de)(de)(de)(de)(de)輻射線還清晰可見(jian)。木衛(wei)三(san)(san)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)(ji)坑(keng)(keng)(keng)深度不及月球(qiu)和水星上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，這(zhe)(zhe)可能是(shi)(shi)由(you)于(yu)木衛(wei)三(san)(san)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)冰質地(di)(di)層質地(di)(di)薄弱，會發(fa)(fa)(fa)生位移，從而(er)(er)能夠轉移一(yi)部(bu)分的(de)(de)(de)(de)(de)(de)撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)(ji)力(li)量許多地(di)(di)質年(nian)(nian)(nian)代久(jiu)遠的(de)(de)(de)(de)(de)(de)撞(zhuang)(zhuang)擊(ji)(ji)坑(keng)(keng)(keng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)坑(keng)(keng)(keng)體(ti)結構已經(jing)(jing)消失(shi)不見(jian)，只留(liu)下一(yi)種被稱(cheng)為(wei)(wei)變余結構（英語：palimpsest）的(de)(de)(de)(de)(de)(de)殘跡
木衛(wei)三的(de)(de)(de)顯著特(te)征包括一(yi)(yi)個被(bei)稱為(wei)伽利(li)略區(qu)(qu)的(de)(de)(de)較暗(an)平原，這(zhe)個區(qu)(qu)域內的(de)(de)(de)槽溝呈同心環分布，可能是在(zai)一(yi)(yi)個地(di)(di)質活(huo)動時期內形(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)。另(ling)外一(yi)(yi)個顯著特(te)征則(ze)是木衛(wei)三的(de)(de)(de)兩個極冠，其構成(cheng)成(cheng)分可能是霜(shuang)體(ti)。這(zhe)層霜(shuang)體(ti)延伸至緯(wei)度為(wei)40°的(de)(de)(de)地(di)(di)區(qu)(qu)。旅行者號首次發現了木衛(wei)三的(de)(de)(de)極冠。目前有兩種解釋極冠形(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)理論，一(yi)(yi)種認(ren)為(wei)是高緯(wei)度的(de)(de)(de)冰體(ti)擴散(san)所致，另(ling)一(yi)(yi)種認(ren)為(wei)是外空間(jian)的(de)(de)(de)等(deng)離子態冰體(ti)轟擊所產生的(de)(de)(de)。伽利(li)略號的(de)(de)(de)觀測(ce)結果更傾(qing)向(xiang)于后一(yi)(yi)種理論。
1972年(nian)，一(yi)支在印度尼西亞的(de)(de)(de)(de)波斯查(cha)天(tian)文臺工(gong)作的(de)(de)(de)(de)印度、英(ying)國和美(mei)國天(tian)文學(xue)家聯(lian)合團隊宣稱(cheng)他們在一(yi)次掩(yan)(yan)星(xing)(xing)(xing)現象中探測(ce)(ce)(ce)到(dao)了(le)(le)木衛(wei)三的(de)(de)(de)(de)大(da)氣(qi)，當時(shi)木星(xing)(xing)(xing)正從一(yi)顆(ke)恒星(xing)(xing)(xing)之(zhi)前(qian)通過。他們估計(ji)其大(da)氣(qi)壓(ya)(ya)約為1微(wei)巴（0.1帕(pa)）。1979年(nian)旅(lv)行者1號(hao)在飛(fei)掠過木星(xing)(xing)(xing)之(zhi)時(shi)，借助當時(shi)的(de)(de)(de)(de)一(yi)次掩(yan)(yan)星(xing)(xing)(xing)現象進行了(le)(le)類似的(de)(de)(de)(de)觀測(ce)(ce)(ce)，但是得(de)到(dao)了(le)(le)不(bu)(bu)同的(de)(de)(de)(de)結果。旅(lv)行者1號(hao)的(de)(de)(de)(de)掩(yan)(yan)星(xing)(xing)(xing)觀測(ce)(ce)(ce)法使用短(duan)于(yu)200納米波長的(de)(de)(de)(de)遠紫外線光譜進行觀測(ce)(ce)(ce)，這(zhe)比之(zhi)1972年(nian)的(de)(de)(de)(de)可見光譜觀測(ce)(ce)(ce)法，在測(ce)(ce)(ce)定氣(qi)體存(cun)在與否方面要精確得(de)多。旅(lv)行者1號(hao)的(de)(de)(de)(de)觀測(ce)(ce)(ce)數據表(biao)明木衛(wei)三上(shang)并不(bu)(bu)存(cun)在大(da)氣(qi)，其表(biao)面的(de)(de)(de)(de)微(wei)粒(li)數量密度最(zui)高只有(you)1.5 × 10?cm3，對應(ying)的(de)(de)(de)(de)壓(ya)(ya)力(li)小(xiao)(xiao)于(yu)2.5 × 10?微(wei)巴。后一(yi)個數據較之(zhi)1972年(nian)的(de)(de)(de)(de)數據要小(xiao)(xiao)了(le)(le)5個數量級，說明早期的(de)(de)(de)(de)估計(ji)太過于(yu)樂(le)觀了(le)(le)，
木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)表(biao)面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)假(jia)色溫度圖(tu)不(bu)過1995年哈(ha)勃空(kong)間(jian)望(wang)遠(yuan)鏡發現了(le)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)上(shang)(shang)存在(zai)(zai)稀薄的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)、以(yi)氧為主要成分(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大氣(qi)(qi)(qi)，這(zhe)點(dian)類(lei)似于(yu)(yu)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)二的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大氣(qi)(qi)(qi)。哈(ha)勃望(wang)遠(yuan)鏡在(zai)(zai)130.4納米(mi)到(dao)(dao)135.6納米(mi)段的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)遠(yuan)紫(zi)外(wai)線光譜(pu)區探測到(dao)(dao)了(le)原(yuan)子(zi)氧的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大氣(qi)(qi)(qi)光。這(zhe)種大氣(qi)(qi)(qi)光是分(fen)子(zi)氧遭受電子(zi)轟擊而離解時所(suo)發出(chu)(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，這(zhe)表(biao)明木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)上(shang)(shang)存在(zai)(zai)著以(yi)O?分(fen)子(zi)為主的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)中(zhong)性大氣(qi)(qi)(qi)。其(qi)表(biao)面微粒數(shu)量(liang)密(mi)度在(zai)(zai) 1.2-7 × 10?cm3范圍之間(jian)，相應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)面壓(ya)力為0.2-1.2 × 10?微巴(ba)。這(zhe)些數(shu)值在(zai)(zai)旅行者號1981年探測的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)值上(shang)(shang)限之內(nei)。這(zhe)種微量(liang)級的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧氣(qi)(qi)(qi)濃度不(bu)足以(yi)維(wei)持(chi)生(sheng)命存在(zai)(zai)；其(qi)來源可能(neng)是木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)表(biao)面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)冰體在(zai)(zai)輻(fu)射作用下分(fen)解為氫氣(qi)(qi)(qi)和(he)氧氣(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)過程(cheng)，其(qi)中(zhong)氫氣(qi)(qi)(qi)由于(yu)(yu)其(qi)原(yuan)子(zi)量(liang)較低(di)，很(hen)快就(jiu)逃逸出(chu)(chu)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)了(le)。木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)上(shang)(shang)觀測到(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大氣(qi)(qi)(qi)光并不(bu)像木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)二上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)同類(lei)現象一般(ban)在(zai)(zai)空(kong)間(jian)分(fen)布上(shang)(shang)呈(cheng)現均(jun)一性。哈(ha)勃望(wang)遠(yuan)鏡在(zai)(zai)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)南北半球發現了(le)數(shu)個亮(liang)(liang)點(dian)，其(qi)中(zhong)兩個都處于(yu)(yu)緯度50°地區——即(ji)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)磁圈的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)擴散場(chang)線和(he)聚(ju)集場(chang)線的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)交界處。同時也有人(ren)認為亮(liang)(liang)點(dian)可能(neng)是等離子(zi)體在(zai)(zai)下落過程(cheng)中(zhong)切割擴散場(chang)線所(suo)形成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)極光。
中性大氣(qi)層的(de)(de)(de)存在著木衛(wei)(wei)(wei)(wei)三(san)上也應該存在電(dian)離(li)(li)層，因(yin)為氧(yang)分(fen)子是在遭受來自(zi)磁圈和(he)太陽遠(yuan)紫外輻射(she)的(de)(de)(de)高能電(dian)子轟(hong)擊之(zhi)后而電(dian)離(li)(li)的(de)(de)(de)。但(dan)是和(he)大氣(qi)層一樣，木衛(wei)(wei)(wei)(wei)三(san)電(dian)離(li)(li)層的(de)(de)(de)性質也引發(fa)了爭議(yi)。伽利(li)略號的(de)(de)(de)部分(fen)觀(guan)測(ce)發(fa)現在木衛(wei)(wei)(wei)(wei)三(san)表面(mian)的(de)(de)(de)電(dian)子密(mi)度(du)(du)較高，表明其存在電(dian)離(li)(li)層，但(dan)是其他觀(guan)測(ce)則毫無所(suo)獲。通過各種(zhong)觀(guan)測(ce)所(suo)測(ce)定的(de)(de)(de)木衛(wei)(wei)(wei)(wei)三(san)表面(mian)的(de)(de)(de)電(dian)子密(mi)度(du)(du)處(chu)于(yu)400-2,500 cm3范(fan)圍之(zhi)間。及至2008年，木衛(wei)(wei)(wei)(wei)三(san)電(dian)離(li)(li)層的(de)(de)(de)各項(xiang)參數仍未被(bei)精確確定。
證明木衛三含氧大氣存在的(de)另一(yi)種(zhong)方法是對(dui)藏(zang)于木衛三表層冰體(ti)中的(de)氣體(ti)進(jin)行測量(liang)。1996年(nian)，科學家(jia)們公(gong)布了針對(dui)臭(chou)氧的(de)測量(liang)結果。1997年(nian)，光(guang)(guang)譜(pu)分析揭示了分子(zi)氧的(de)二聚體(ti)（或雙原子(zi)分子(zi)）吸(xi)(xi)(xi)收(shou)(shou)(shou)功(gong)能(neng)，即(ji)當氧分子(zi)處于濃相(xiang)狀態時，就會出現這種(zhong)吸(xi)(xi)(xi)收(shou)(shou)(shou)功(gong)能(neng)，而如(ru)果分子(zi)氧藏(zang)于冰體(ti)之中，則(ze)吸(xi)(xi)(xi)收(shou)(shou)(shou)功(gong)能(neng)最佳。二聚體(ti)的(de)吸(xi)(xi)(xi)收(shou)(shou)(shou)光(guang)(guang)譜(pu)位(wei)置更多(duo)的(de)取(qu)決于緯(wei)度和(he)經度，而非表面(mian)的(de)反照率——隨著緯(wei)度的(de)提(ti)(ti)高，吸(xi)(xi)(xi)收(shou)(shou)(shou)光(guang)(guang)譜(pu)的(de)位(wei)置就會上移。而相(xiang)反的(de)，隨著緯(wei)度的(de)提(ti)(ti)高臭(chou)氧的(de)吸(xi)(xi)(xi)收(shou)(shou)(shou)光(guang)(guang)譜(pu)則(ze)會下移。實(shi)驗(yan)室的(de)模擬試驗(yan)表明，在木衛三上表面(mian)溫度高于100K的(de)地(di)區，O?并不(bu)會聚合在一(yi)起，而是擴散至冰體(ti)中。
當在(zai)木(mu)衛(wei)(wei)(wei)二(er)上發現了(le)鈉元素之后，科(ke)學家們便開始(shi)在(zai)木(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)的大氣中(zhong)尋找這(zhe)種物(wu)質(zhi)，但是到(dao)了(le)1997年都一(yi)無(wu)所獲。據估計，鈉在(zai)木(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)上的豐度比木(mu)衛(wei)(wei)(wei)二(er)小13倍，這(zhe)可能(neng)是因為(wei)其表面原本就缺乏(fa)該物(wu)質(zhi)或(huo)磁圈將這(zhe)類高(gao)能(neng)原子(zi)擋開了(le)。木(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)大氣層(ceng)中(zhong)存(cun)在(zai)的另一(yi)種微量成(cheng)分是原子(zi)氫(qing)，在(zai)距該衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)表面3000千米的太空即(ji)已能(neng)觀測到(dao)氫(qing)原子(zi)的存(cun)在(zai)。其在(zai)星(xing)(xing)體表面的數量密度約為(wei)1.5 × 10?cm3。
1995年至2000年間，伽(jia)利略號共6次近距離飛掠過(guo)木衛三，發現該衛星(xing)有(you)一個獨立于(yu)木星(xing)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)之(zhi)外(wai)的(de)(de)(de)、長(chang)期存在的(de)(de)(de)、其本身所固有(you)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)矩，其大小估計為(wei)1.3 × 1013T·m3，比(bi)水星(xing)的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)矩大三倍。其磁(ci)(ci)(ci)偶極子與木衛三自(zi)轉軸(zhou)的(de)(de)(de)交角(jiao)為(wei)176°，這(zhe)意味著其磁(ci)(ci)(ci)極正對著木星(xing)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)。磁(ci)(ci)(ci)層的(de)(de)(de)北磁(ci)(ci)(ci)極位于(yu)軌道平面之(zhi)下。由(you)這(zhe)個長(chang)期磁(ci)(ci)(ci)矩創造的(de)(de)(de)偶極磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)在木衛三赤道地(di)區的(de)(de)(de)強度為(wei)719±2納特(te)斯拉(la)，超(chao)過(guo)了此處的(de)(de)(de)木星(xing)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)強度——后(hou)者為(wei)120納特(te)斯拉(la)。木衛三赤道地(di)區的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)正對著木星(xing)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)，這(zhe)使其場(chang)(chang)(chang)線有(you)可能重(zhong)新聚合(he)。而其南北極地(di)區的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)強度則是赤道地(di)區的(de)(de)(de)兩倍為(wei)1440納特(te)斯拉(la)，
長(chang)期存在的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)矩在木(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)(san)四周劃出一個(ge)空間，形成(cheng)了(le)一個(ge)嵌入木(mu)(mu)星(xing)磁(ci)(ci)場的(de)(de)(de)(de)小型磁(ci)(ci)層(ceng)。木(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)(san)是太陽系中(zhong)已(yi)(yi)知的(de)(de)(de)(de)唯(wei)一一顆擁(yong)有磁(ci)(ci)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)衛(wei)星(xing)。其磁(ci)(ci)層(ceng)直徑達4-5RG (RG=2,631.2千米)。在木(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)(san)上緯度低于(yu)30°的(de)(de)(de)(de)地(di)(di)(di)(di)區(qu)，其磁(ci)(ci)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)場線(xian)是閉(bi)合的(de)(de)(de)(de)，在這個(ge)區(qu)域，帶(dai)電粒子(zi)（如電子(zi)和(he)離(li)(li)(li)子(zi)）均被捕獲，進而(er)形成(cheng)輻射帶(dai)。磁(ci)(ci)層(ceng)中(zhong)所含的(de)(de)(de)(de)主要(yao)離(li)(li)(li)子(zi)為(wei)單(dan)個(ge)的(de)(de)(de)(de)離(li)(li)(li)子(zi)化的(de)(de)(de)(de)氧原子(zi)——O+——這點與木(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)(san)含氧大氣層(ceng)的(de)(de)(de)(de)特征相吻合。而(er)在緯度高(gao)于(yu)30°的(de)(de)(de)(de)極(ji)冠地(di)(di)(di)(di)區(qu)場線(xian)則向(xiang)外擴散，連接著(zhu)木(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)(san)和(he)木(mu)(mu)星(xing)的(de)(de)(de)(de)電離(li)(li)(li)層(ceng)。在這些地(di)(di)(di)(di)區(qu)已(yi)(yi)經(jing)發現了(le)高(gao)能（高(gao)達數十甚(shen)至數百千伏）的(de)(de)(de)(de)電子(zi)和(he)離(li)(li)(li)子(zi)，可能由此而(er)形成(cheng)了(le)木(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)(san)極(ji)地(di)(di)(di)(di)地(di)(di)(di)(di)區(qu)的(de)(de)(de)(de)極(ji)光現象。另(ling)外，在極(ji)地(di)(di)(di)(di)地(di)(di)(di)(di)區(qu)不斷(duan)下(xia)落的(de)(de)(de)(de)重離(li)(li)(li)子(zi)則發生了(le)濺射運動最終使木(mu)(mu)衛(wei)三(san)(san)(san)表面的(de)(de)(de)(de)冰體(ti)變暗。
木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)層和木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)相互影響與太(tai)陽(yang)風和地(di)球(qiu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)相互作用在(zai)很多方面十分(fen)類似(si)。如(ru)繞木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)旋轉的(de)(de)(de)(de)(de)等離子體對木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)逆軌道方向(xiang)(xiang)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)層的(de)(de)(de)(de)(de)轟(hong)擊就(jiu)非(fei)常像太(tai)陽(yang)風對地(di)球(qiu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)轟(hong)擊。主(zhu)要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)不同(tong)之處是(shi)等離子體流(liu)(liu)的(de)(de)(de)(de)(de)速(su)度——在(zai)地(di)球(qiu)上為(wei)超音速(su)，而在(zai)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)上為(wei)亞音速(su)。由于(yu)(yu)(yu)其(qi)等離子體流(liu)(liu)速(su)度為(wei)亞音速(su)，所以在(zai)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)逆軌道方向(xiang)(xiang)一(yi)(yi)面的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)并未形成(cheng)弓形激(ji)波。除了其(qi)本身(shen)固有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)層外，木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)還擁有(you)一(yi)(yi)個感(gan)應產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)偶(ou)極磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)，其(qi)存(cun)在(zai)與木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)附近木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)強(qiang)度的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化有(you)關。該(gai)感(gan)應磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)隨(sui)著木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)本身(shen)固有(you)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)層方向(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化，交替呈放射狀面向(xiang)(xiang)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)或背向(xiang)(xiang)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)該(gai)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度較之木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)本身(shen)之磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)弱了一(yi)(yi)個數量(liang)級——前者(zhe)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)赤道地(di)區(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)場(chang)(chang)強(qiang)為(wei)60納特斯拉，只及木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)此處場(chang)(chang)強(qiang)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)半。木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)的(de)(de)(de)(de)(de)感(gan)應磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)和木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)四的(de)(de)(de)(de)(de)以及木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)二的(de)(de)(de)(de)(de)感(gan)應磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)十分(fen)相似(si)，這表明該(gai)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)可能也擁有(you)一(yi)(yi)個高電導率的(de)(de)(de)(de)(de)地(di)下海洋。由于(yu)(yu)(yu)木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)的(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)部結(jie)構已經是(shi)徹底的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)化型(xing)，且擁有(you)一(yi)(yi)顆(ke)金(jin)屬(shu)內(nei)核(he)，所以其(qi)本身(shen)固有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)層的(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)(chan)生(sheng)方式(shi)可能與地(di)球(qiu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)(chan)生(sheng)方式(shi)類似(si)：即是(shi)內(nei)核(he)物(wu)質運動(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)果。如(ru)果磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)是(shi)基于(yu)(yu)(yu)發(fa)電機原(yuan)理的(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)(chan)物(wu)那么木(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)的(de)(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)層就(jiu)可能是(shi)由其(qi)內(nei)核(he)的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)分(fen)對流(liu)(liu)運動(dong)所造成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)。
盡(jin)管已(yi)知木(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)擁(yong)有(you)(you)一(yi)個鐵(tie)質內核，但是其(qi)磁(ci)(ci)(ci)層仍然顯得(de)很神秘，特(te)別是為何其(qi)他與(yu)之(zhi)大小(xiao)相(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)(de)衛(wei)(wei)星都不擁(yong)有(you)(you)磁(ci)(ci)(ci)層。一(yi)些(xie)研究認為在木(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)這種(zhong)相(xiang)對(dui)較小(xiao)的(de)(de)(de)(de)體積(ji)下，其(qi)內核應該(gai)早已(yi)被充分冷(leng)卻(que)以致內核的(de)(de)(de)(de)流動和磁(ci)(ci)(ci)場的(de)(de)(de)(de)產生(sheng)都無以為繼。一(yi)種(zhong)解(jie)釋聲稱能(neng)夠引(yin)起(qi)星體表面構造變形的(de)(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)共振也能(neng)夠起(qi)到維(wei)持磁(ci)(ci)(ci)層的(de)(de)(de)(de)作用：即木(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)的(de)(de)(de)(de)軌(gui)道(dao)離(li)心率和潮汐熱作用由于某些(xie)軌(gui)道(dao)共振作用而出現增益(yi)，同(tong)時其(qi)地(di)幔(man)也起(qi)到了絕緣內核，阻止(zhi)其(qi)冷(leng)卻(que)的(de)(de)(de)(de)作用另一(yi)種(zhong)解(jie)釋認為是地(di)幔(man)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)硅酸鹽(yan)巖石中(zhong)殘(can)留的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)性造成了這種(zhong)磁(ci)(ci)(ci)層。如(ru)果該(gai)衛(wei)(wei)星在過去曾經擁(yong)有(you)(you)基于發(fa)電機(ji)原(yuan)理(li)(li)產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)強大磁(ci)(ci)(ci)場，那么該(gai)理(li)(li)論就(jiu)很有(you)(you)可能(neng)行得(de)通。
木衛(wei)三可能由木星次(ci)星云——即在木星形成之(zhi)后環繞于其四周的(de)、由氣(qi)體(ti)和塵(chen)埃組成的(de)圓(yuan)盤——的(de)吸積(ji)作用所產生木衛(wei)三的(de)吸積(ji)過程(cheng)持續了大約1萬年，相較暗的(de)尼克爾森區和較亮的(de)哈帕吉(ji)亞槽溝之(zhi)間(jian)可謂涇渭分(fen)明。
較(jiao)于(yu)(yu)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)四(si)的(de)(de)10萬(wan)年短得多。當伽利略衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)開始(shi)形成(cheng)之(zhi)際，木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)次星(xing)(xing)(xing)云中所(suo)(suo)(suo)含的(de)(de)氣體成(cheng)分(fen)已經相對(dui)較(jiao)少；這(zhe)導(dao)致了木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)四(si)較(jiao)長(chang)的(de)(de)吸(xi)積(ji)時間(jian)。相反，由于(yu)(yu)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)是緊(jin)接木(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)之(zhi)后形成(cheng)的(de)(de)，這(zhe)時的(de)(de)次星(xing)(xing)(xing)云還比較(jiao)濃密，所(suo)(suo)(suo)以其吸(xi)積(ji)作用所(suo)(suo)(suo)耗(hao)時間(jian)較(jiao)短。相對(dui)較(jiao)短的(de)(de)形成(cheng)時間(jian)使得吸(xi)積(ji)過程中產生(sheng)的(de)(de)熱(re)量(liang)較(jiao)少逃(tao)逸(yi)，這(zhe)些未逃(tao)逸(yi)的(de)(de)熱(re)量(liang)導(dao)致了冰體的(de)(de)融化和(he)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)內(nei)部結(jie)構的(de)(de)分(fen)化：即巖石(shi)(shi)和(he)冰體相互分(fen)開，巖石(shi)(shi)沉入星(xing)(xing)(xing)體中心形成(cheng)內(nei)核。在(zai)這(zhe)方面(mian)，木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)與木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)四(si)不同，后者由于(yu)(yu)其較(jiao)長(chang)的(de)(de)形成(cheng)時間(jian)而(er)導(dao)致吸(xi)積(ji)熱(re)逃(tao)逸(yi)殆盡，從而(er)無法在(zai)初期融化冰體以及分(fen)化內(nei)部結(jie)構。這(zhe)一假(jia)說揭示了為何質量(liang)和(he)構成(cheng)物質如(ru)此接近的(de)(de)兩(liang)顆(ke)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)看起來卻(que)如(ru)此得不同。
在(zai)其形(xing)(xing)成之(zhi)后，木(mu)衛三(san)的(de)內(nei)核還(huan)保存了(le)(le)(le)大部分(fen)在(zai)吸積過(guo)(guo)(guo)程和分(fen)化過(guo)(guo)(guo)程中形(xing)(xing)成的(de)熱(re)(re)(re)(re)量(liang)，它只(zhi)是緩慢(man)的(de)將少(shao)量(liang)熱(re)(re)(re)(re)量(liang)釋放(fang)至冰(bing)(bing)質地(di)幔層中，就如(ru)同(tong)熱(re)(re)(re)(re)電(dian)池的(de)運作一(yi)般。接著(zhu)(zhu)，地(di)幔又通過(guo)(guo)(guo)對(dui)流(liu)(liu)(liu)作用將熱(re)(re)(re)(re)量(liang)傳導至星(xing)體(ti)表面。不久巖(yan)(yan)石中蘊含的(de)放(fang)射(she)性元素開始衰變，產生的(de)熱(re)(re)(re)(re)量(liang)進一(yi)步(bu)加熱(re)(re)(re)(re)了(le)(le)(le)內(nei)核，從(cong)而(er)加劇了(le)(le)(le)其內(nei)部結構(gou)的(de)分(fen)化，最終形(xing)(xing)成了(le)(le)(le)一(yi)個鐵(tie)-硫(liu)化亞鐵(tie)內(nei)核和一(yi)個硅酸(suan)鹽(yan)地(di)幔。至此，木(mu)衛三(san)內(nei)部結構(gou)徹底分(fen)化。與之(zhi)相比較(jiao)，未經內(nei)部結構(gou)分(fen)化的(de)木(mu)衛四所產生的(de)放(fang)射(she)性熱(re)(re)(re)(re)能(neng)只(zhi)能(neng)導致(zhi)其冰(bing)(bing)質內(nei)部的(de)對(dui)流(liu)(liu)(liu)，這(zhe)種對(dui)流(liu)(liu)(liu)有效地(di)冷(leng)卻了(le)(le)(le)星(xing)體(ti)，并(bing)阻(zu)止了(le)(le)(le)大規模的(de)冰(bing)(bing)體(ti)融化和內(nei)部結構(gou)的(de)快速(su)分(fen)化，同(tong)時(shi)其最多只(zhi)能(neng)引起(qi)冰(bing)(bing)體(ti)與巖(yan)(yan)石的(de)部分(fen)分(fen)化。現今，木(mu)衛三(san)的(de)冷(leng)卻過(guo)(guo)(guo)程仍十分(fen)緩慢(man)。從(cong)起(qi)內(nei)核和硅酸(suan)鹽(yan)地(di)幔所釋放(fang)出的(de)熱(re)(re)(re)(re)量(liang)使得木(mu)衛三(san)上的(de)地(di)下海洋得以存在(zai)，同(tong)時(shi)只(zhi)是緩慢(man)冷(leng)卻的(de)流(liu)(liu)(liu)動的(de)鐵(tie)-硫(liu)化亞鐵(tie)內(nei)核仍在(zai)推動星(xing)體(ti)內(nei)的(de)熱(re)(re)(re)(re)對(dui)流(liu)(liu)(liu)，并(bing)維持著(zhu)(zhu)磁圈的(de)存在(zai)。木(mu)衛三(san)的(de)對(dui)外熱(re)(re)(re)(re)通量(liang)很可(ke)能(neng)高于木(mu)衛四。
木(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)的(de)(de)軌(gui)道(dao)(dao)距離(li)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)107萬400千米，是伽利略衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)中(zhong)距離(li)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)第三(san)近的(de)(de)，其公轉周期為(wei)7天3小時(shi)。和(he)大部分已知(zhi)的(de)(de)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)一樣，木(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)也(ye)為(wei)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)所鎖定，永遠都以同一面面向(xiang)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)，木(mu)(mu)衛(wei)(wei)一、木(mu)(mu)衛(wei)(wei)二和(he)木(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)三(san)者之(zhi)間的(de)(de)拉(la)普拉(la)斯(si)共振狀態(tai)。它的(de)(de)軌(gui)道(dao)(dao)離(li)心(xin)(xin)率(lv)很小，軌(gui)道(dao)(dao)傾角也(ye)很小，接近于木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)赤道(dao)(dao)，同時(shi)在(zai)數百(bai)年的(de)(de)周期里，軌(gui)道(dao)(dao)的(de)(de)離(li)心(xin)(xin)率(lv)和(he)傾角還會以周期函數的(de)(de)形(xing)式(shi)受到太(tai)陽和(he)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)引力攝動(dong)的(de)(de)影(ying)響。變化范(fan)圍(wei)分別為(wei)0.0009-0.0022和(he)0.05-0.32°這種軌(gui)道(dao)(dao)的(de)(de)變化使得(de)其轉軸(zhou)傾角在(zai)0-0.33°之(zhi)間變化。
木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)和木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)二、木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)一(yi)(yi)保持(chi)著軌道共振關系：即木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)每(mei)公(gong)轉一(yi)(yi)周，木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)二即公(gong)轉兩周、木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)一(yi)(yi)公(gong)轉四周當木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)二位于近拱(gong)(gong)點(dian)、木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)一(yi)(yi)位于遠拱(gong)(gong)點(dian)時(shi)，兩者之間會出現上合現象；而當木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)二位于近拱(gong)(gong)點(dian)時(shi)，它和木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)
之間也(ye)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)的(de)上合位置會(hui)以相同速率(lv)移動，遂三(san)者之間有可能出(chu)現(xian)三(san)星合現(xian)象。這種復雜(za)的(de)軌(gui)道(dao)共(gong)振(zhen)被稱為拉(la)(la)(la)普拉(la)(la)(la)斯共(gong)振(zhen)。現(xian)今的(de)拉(la)(la)(la)普拉(la)(la)(la)斯共(gong)振(zhen)并無法將木衛(wei)三(san)的(de)軌(gui)道(dao)離心率(lv)提升到一個更高的(de)值。
0.0013的(de)(de)離(li)(li)心(xin)(xin)率(lv)(lv)(lv)值可(ke)(ke)能(neng)(neng)(neng)是(shi)早期殘留下來的(de)(de)——當時軌道(dao)(dao)離(li)(li)心(xin)(xin)率(lv)(lv)(lv)的(de)(de)提升(sheng)是(shi)有可(ke)(ke)能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)。但是(shi)木(mu)衛三(san)的(de)(de)軌道(dao)(dao)離(li)(li)心(xin)(xin)率(lv)(lv)(lv)仍然讓人困惑(huo)：如(ru)果(guo)在現(xian)階段其離(li)(li)心(xin)(xin)率(lv)(lv)(lv)值無法(fa)提升(sheng)，則(ze)必然得表明在其內部的(de)(de)潮汐耗(hao)散(san)作用下，它的(de)(de)離(li)(li)心(xin)(xin)率(lv)(lv)(lv)值正在逐漸損耗(hao)。這意味著(zhu)離(li)(li)心(xin)(xin)率(lv)(lv)(lv)值的(de)(de)最后一次損耗(hao)就發(fa)生在數億年(nian)之前。由于現(xian)今木(mu)衛三(san)軌道(dao)(dao)的(de)(de)離(li)(li)心(xin)(xin)率(lv)(lv)(lv)相(xiang)(xiang)對較低——平(ping)均只有0.0015，所以現(xian)今木(mu)衛三(san)的(de)(de)潮汐熱也應(ying)該(gai)相(xiang)(xiang)應(ying)的(de)(de)十分(fen)微弱。但是(shi)在過(guo)去，木(mu)衛三(san)可(ke)(ke)能(neng)(neng)(neng)已經經歷過(guo)了(le)一種或(huo)多種類拉普拉斯共(gong)振，從而使得其軌道(dao)(dao)離(li)(li)心(xin)(xin)率(lv)(lv)(lv)能(neng)(neng)(neng)達到0.01-0.02的(de)(de)高值。
這(zhe)可能在木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)(san)內(nei)部引起了顯(xian)著的(de)(de)(de)潮(chao)汐(xi)熱效應(ying)；而這(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)多階(jie)段的(de)(de)(de)內(nei)部加熱最終造成(cheng)了現(xian)今木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)(san)表(biao)面的(de)(de)(de)槽溝地形(xing)人(ren)們還無(wu)法確(que)切知曉木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)一(yi)、木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)二和木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)(san)之(zhi)間的(de)(de)(de)拉普拉斯共振(zhen)(zhen)是(shi)如(ru)何形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)。現(xian)今存在兩種(zhong)(zhong)(zhong)假說：一(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)認為(wei)這(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)狀態在太陽系(xi)形(xing)成(cheng)之(zhi)初即已(yi)存在；另一(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)認為(wei)這(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)狀態是(shi)在太陽系(xi)形(xing)成(cheng)之(zhi)后(hou)(hou)才發(fa)展出來(lai)的(de)(de)(de)。一(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)可能的(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)過(guo)程(cheng)如(ru)下：首(shou)先(xian)是(shi)由于木(mu)(mu)星的(de)(de)(de)潮(chao)汐(xi)效應(ying)，致使木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)一(yi)的(de)(de)(de)軌道(dao)(dao)(dao)向(xiang)外(wai)推移(yi)(yi)，直(zhi)至某(mou)一(yi)點(dian)與(yu)木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)二發(fa)生2:1的(de)(de)(de)軌道(dao)(dao)(dao)共振(zhen)(zhen)；之(zhi)后(hou)(hou)其軌道(dao)(dao)(dao)繼續(xu)向(xiang)外(wai)推移(yi)(yi)，同時將部分的(de)(de)(de)旋轉力矩轉移(yi)(yi)給木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)二，從而也(ye)引起了后(hou)(hou)者的(de)(de)(de)軌道(dao)(dao)(dao)向(xiang)外(wai)推移(yi)(yi)；這(zhe)個過(guo)程(cheng)持續(xu)進行(xing)直(zhi)到(dao)木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)二到(dao)達某(mou)一(yi)點(dian)與(yu)木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)(san)形(xing)成(cheng)2:1的(de)(de)(de)軌道(dao)(dao)(dao)共振(zhen)(zhen)。最終三(san)(san)者之(zhi)間的(de)(de)(de)兩對上合現(xian)象的(de)(de)(de)位置移(yi)(yi)動速率(lv)保持一(yi)致形(xing)成(cheng)拉普拉斯共振(zhen)(zhen)。
第一批是先(xian)驅者(zhe)10號和先(xian)驅者(zhe)11號，兩(liang)者(zhe)傳回的關(guan)于(yu)(yu)木衛三的信息(xi)較少(shao)。之后(hou)旅行者(zhe)1號和旅行者(zhe)2號于(yu)(yu)1979年飛(fei)掠過木衛三。它(ta)們精確測定了(le)它(ta)的大(da)小(xiao)，最終證明它(ta)的體積(ji)要大(da)于(yu)(yu)土衛六，后(hou)者(zhe)曾被認(ren)為大(da)于(yu)(yu)前者(zhe)。此外，這(zhe)兩(liang)艘(sou)飛(fei)船還發現(xian)了(le)木衛三上的槽溝地(di)形。
1995年(nian)(nian)，伽利(li)(li)略(lve)號進入環(huan)木(mu)星軌道(dao)。在(zai)1996年(nian)(nian)至2000年(nian)(nian)間，它(ta)共(gong)6次(ci)近距(ju)離飛掠(lve)過(guo)(guo)木(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)。這6次(ci)飛掠(lve)被命名(ming)為G1，G2，G7，G8，G28，G29。在(zai)最接近的(de)一次(ci)飛掠(lve)——G2——中(zhong)，伽利(li)(li)略(lve)號距(ju)離木(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)表(biao)面(mian)僅264千(qian)米(mi)。在(zai)1996年(nian)(nian)的(de)G1飛掠(lve)中(zhong)，它(ta)發現了(le)木(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)的(de)磁(ci)場。后來(lai)又發現了(le)木(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)的(de)地(di)下(xia)海洋，并(bing)于(yu)2001年(nian)(nian)對外公布。伽利(li)(li)略(lve)號傳(chuan)回了(le)大量的(de)光譜圖(tu)像，并(bing)在(zai)木(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)表(biao)面(mian)發現了(le)數種非冰(bing)化合物(wu)。前往(wang)近距(ju)離探測木(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)的(de)探測器是新視(shi)野號，它(ta)于(yu)2007年(nian)(nian)在(zai)前往(wang)冥(ming)王星的(de)途中(zhong)飛掠(lve)過(guo)(guo)了(le)木(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)，并(bing)在(zai)加(jia)速過(guo)(guo)程中(zhong)拍攝了(le)木(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)的(de)地(di)形圖(tu)和構成圖(tu)。
2009年(nian)2月(yue)，美國航空航天局(ju)和(he)歐(ou)洲空間局(ju)確(que)認(ren)該(gai)計(ji)(ji)(ji)劃(hua)(hua)(hua)將(jiang)優先于(yu)(yu)(yu)“土衛(wei)六-土星計(ji)(ji)(ji)劃(hua)(hua)(hua)”得以實(shi)施。木(mu)(mu)衛(wei)二(er)(er)-木(mu)(mu)星計(ji)(ji)(ji)劃(hua)(hua)(hua)”包(bao)(bao)括(kuo)(kuo)美國航空航天局(ju)主(zhu)持(chi)的(de)(de)“木(mu)(mu)星-木(mu)(mu)衛(wei)二(er)(er)軌道(dao)飛(fei)行(xing)器(qi)(qi)”和(he)歐(ou)洲空間局(ju)主(zhu)持(chi)的(de)(de)“木(mu)(mu)星-木(mu)(mu)衛(wei)三(san)軌道(dao)飛(fei)行(xing)器(qi)(qi)”，可能還(huan)包(bao)(bao)括(kuo)(kuo)日本(ben)宇宙(zhou)航空研究開發機(ji)構主(zhu)持(chi)的(de)(de)“木(mu)(mu)星磁場(chang)探測器(qi)(qi)”。 已被(bei)(bei)取消(xiao)(xiao)的(de)(de)環木(mu)(mu)衛(wei)三(san)軌道(dao)探測計(ji)(ji)(ji)劃(hua)(hua)(hua)是木(mu)(mu)星冰月(yue)軌道(dao)器(qi)(qi)。原計(ji)(ji)(ji)劃(hua)(hua)(hua)使(shi)用核裂變反應堆作為其動力來源，這將(jiang)使(shi)其能夠對木(mu)(mu)衛(wei)三(san)進行(xing)詳細(xi)勘(kan)查。但(dan)是由(you)于(yu)(yu)(yu)預算(suan)裁(cai)剪(jian)，該(gai)計(ji)(ji)(ji)劃(hua)(hua)(hua)于(yu)(yu)(yu)2005年(nian)被(bei)(bei)取消(xiao)(xiao)。另外還(huan)有一(yi)個被(bei)(bei)取消(xiao)(xiao)的(de)(de)計(ji)(ji)(ji)劃(hua)(hua)(hua)被(bei)(bei)稱為“宏偉的(de)(de)木(mu)(mu)衛(wei)三(san)”（The Grandeur of Ganymede）。
2015年03月12日，美(mei)國(guo)(guo)國(guo)(guo)家航(hang)空航(hang)天局(NASA)宣布(bu)，美(mei)國(guo)(guo)宇航(hang)局哈(ha)勃太空望遠鏡近日觀測(ce)到木衛三(san)磁(ci)場(chang)產(chan)生的極光現象，并測(ce)量(liang)出木衛三(san)冰層(ceng)下方存在具有一定(ding)鹽度的咸水海洋。
根(gen)據測算，這(zhe)片地下(xia)海(hai)(hai)洋深度約為10萬米，相當于地球上(shang)最深海(hai)(hai)洋的10倍(bei)多(duo)。它存在于150千米厚、主(zhu)要由冰層組成的地表(biao)下(xia)。
木(mu)星最大(da)的(de)衛(wei)(wei)星----木(mu)衛(wei)(wei)三也是它擁有(you)的(de)唯(wei)一一顆有(you)強(qiang)磁(ci)場(chang)的(de)衛(wei)(wei)星。科學家利(li)用(yong)哈(ha)勃太(tai)空望遠鏡獲得的(de)數千張圖片，發現在木(mu)星極區看(kan)到的(de)非(fei)常(chang)壯(zhuang)觀(guan)的(de)極光(guang)，是在木(mu)衛(wei)(wei)三的(de)磁(ci)氣(qi)圈產(chan)生的(de)引力影響下形成的(de)，
木衛三(san)和非常活躍的(de)(de)木衛一(yi)在圍繞木星(xing)運行時，會與(yu)這(zhe)(zhe)顆行星(xing)的(de)(de)等離子體相互作用，在木星(xing)極(ji)(ji)區(qu)產(chan)生明(ming)亮(liang)的(de)(de)斑點這(zhe)(zhe)些亮(liang)斑被稱作“極(ji)(ji)光足印(yin)(auroral footprints)”。然而，直到現在也(ye)沒(mei)有(you)人知(zhi)道木衛三(san)的(de)(de)足跡到底(di)有(you)多(duo)大以(yi)及為什么木衛三(san)會導(dao)致木星(xing)極(ji)(ji)區(qu)產(chan)生美麗壯觀(guan)的(de)(de)極(ji)(ji)光。
研究人員通(tong)過分析哈勃(bo)太空望(wang)遠鏡拍攝的(de)(de)圖片，測量出木(mu)衛(wei)三(san)腳(jiao)印的(de)(de)確(que)切大(da)(da)小他們(men)(men)認為(wei)這些斑點的(de)(de)面(mian)積太大(da)(da)根(gen)本不是衛(wei)星(xing)在這顆行(xing)(xing)(xing)星(xing)上的(de)(de)投影，而且(qie)它(ta)的(de)(de)直徑跟木(mu)衛(wei)三(san)的(de)(de)保護性磁(ci)場的(de)(de)直徑非常相符。科學家(jia)還測量了(le)木(mu)衛(wei)一(yi)極光足印的(de)(de)大(da)(da)小及(ji)形狀這是由木(mu)衛(wei)一(yi)上活(huo)躍(yue)的(de)(de)火山噴發(fa)出來的(de)(de)帶電粒子(zi)造成的(de)(de)比利時列日大(da)(da)學(University of Liege)的(de)(de)天體物理(li)學家(jia)丹尼斯·格倫(lun)頓(dun)特(Denis Grodent)說：“這些極光結構中的(de)(de)每一(yi)個都在告訴(su)我(wo)們(men)(men)一(yi)個正在進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)中的(de)(de)故事(shi)——在遙遠的(de)(de)木(mu)星(xing)上正進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)著(zhu)大(da)(da)規模能量傳輸。通(tong)過分析這些極光的(de)(de)確(que)切位置(zhi)，以及(ji)木(mu)衛(wei)一(yi)和木(mu)衛(wei)三(san)圍繞木(mu)星(xing)運(yun)行(xing)(xing)(xing)時，它(ta)們(men)(men)的(de)(de)形狀及(ji)亮度發(fa)生(sheng)的(de)(de)改變，我(wo)們(men)(men)已經制(zhi)作(zuo)出迄今為(wei)止(zhi)最為(wei)詳(xiang)細(xi)的(de)(de)模擬圖模仿木(mu)星(xing)與這些衛(wei)星(xing)之(zhi)間的(de)(de)電磁(ci)作(zuo)用。”格倫(lun)頓(dun)特在德(de)國舉行(xing)(xing)(xing)的(de)(de)歐洲行(xing)(xing)(xing)星(xing)科學大(da)(da)會上詳(xiang)細(xi)介紹了(le)這項研究結果，
格倫頓特和他(ta)的(de)(de)(de)科研組除(chu)了把(ba)木(mu)(mu)(mu)衛三的(de)(de)(de)極光足(zu)印與它的(de)(de)(de)磁場結合在一(yi)起(qi)外還意(yi)外在這(zhe)顆衛星(xing)極光的(de)(de)(de)亮度方(fang)面發(fa)現周期性變化(hua)，這(zhe)些變化(hua)發(fa)生在三個不同時刻。研究人員(yuan)認為，每(mei)次變化(hua)都(dou)反映了木(mu)(mu)(mu)星(xing)的(de)(de)(de)等離子體與木(mu)(mu)(mu)衛三的(de)(de)(de)磁場之間發(fa)生了相互作(zuo)用，但(dan)是至今(jin)他(ta)們也不清楚是什么引起(qi)這(zhe)種相互作(zuo)用的(de)(de)(de)。
研(yan)究負責人、約(yue)翰-霍普金(jin)斯大(da)學應(ying)用物理實驗室的(de)(de)韋斯-帕特森表示：“通過繪制木衛三表面圖，我們可更準確地解答這顆真正獨一無二衛星的(de)(de)形成和(he)演變(bian)等科學問題。”
這(zhe)張地圖由(you)美(mei)國(guo)地質(zhi)(zhi)調查局(ju)公(gong)布(bu)，從技術上闡述了木衛三表(biao)面各種各樣的(de)地質(zhi)(zhi)特征(zheng)，是(shi)第一張完整(zheng)的(de)冰冷的(de)外行星衛星地圖。帕特森、柯林(lin)斯和同事們(men)用美(mei)國(guo)宇(yu)航局(ju)旅(lv)行者和伽利略太空探測(ce)器捕捉到的(de)圖像制作(zuo)出這(zhe)張地圖。
從(cong)1610年(nian)1月(yue)木衛三被發(fa)現以(yi)(yi)來(lai)，它(ta)就成為反復觀測(ce)的(de)(de)(de)焦點。科(ke)學家用地(di)(di)球望遠鏡第一(yi)次觀測(ce)木衛三，然后用飛近探測(ce)和環繞木星(xing)飛行(xing)(xing)的(de)(de)(de)航天器進行(xing)(xing)觀測(ce)。這些(xie)研究(jiu)發(fa)現了一(yi)個復雜(za)的(de)(de)(de)冰(bing)冷(leng)世界。它(ta)的(de)(de)(de)表面以(yi)(yi)兩(liang)個主要地(di)(di)形類(lei)型(xing)間(jian)的(de)(de)(de)鮮明(ming)對比為特征。這兩(liang)種地(di)(di)形是又黑又冷(leng)的(de)(de)(de)多隕(yun)石坑地(di)(di)區和更(geng)亮(liang)更(geng)年(nian)輕(但依然十分古(gu)老)的(de)(de)(de)地(di)(di)區，后者以(yi)(yi)大量溝槽(cao)和山脊(ji)為特征。
木(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)直徑3280英里(約合5262公(gong)里)，比行星(xing)水星(xing)和矮行星(xing)冥王星(xing)都大。它還是(shi)已(yi)知太(tai)陽系中(zhong)(zhong)唯一(yi)一(yi)顆擁有自己磁層的衛(wei)(wei)星(xing)。這張(zhang)地圖詳細(xi)闡述了木(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)形成和在太(tai)陽系大部分歷史中(zhong)(zhong)演(yan)變(bian)的地質特征。這些地質特征記錄下木(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)內(nei)部演(yan)變(bian)、木(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)動力學和其他伽(jia)利略衛(wei)(wei)星(xing)間相互作(zuo)用以及撞擊木(mu)(mu)衛(wei)(wei)三(san)(san)(san)表面小天體演(yan)變(bian)的證據。
這張(zhang)新地圖是(shi)(shi)研究人員比較其他冰冷衛星地質特(te)(te)征(zheng)的(de)(de)重要工具，因為在其他冰冷衛星上發現的(de)(de)任何(he)特(te)(te)征(zheng)類型都和(he)木(mu)(mu)衛三(san)某(mou)個地方的(de)(de)特(te)(te)征(zheng)相似。木(mu)(mu)衛三(san)表面是(shi)(shi)地球(qiu)所(suo)有(you)陸地面積的(de)(de)一半以上。這顆衛星為科學家(jia)提供(gong)各種各樣(yang)的(de)(de)觀測(ce)地點(dian)。柯林斯說：“木(mu)(mu)衛三(san)表現出古老和(he)最近形成的(de)(de)地質特(te)(te)征(zheng)。除(chu)了地質多樣(yang)性，它還增加了歷史多樣(yang)性。”
伽(jia)利略發現其他行星也有衛星，證實(shi)了地球不(bu)是宇宙中(zhong)唯(wei)一有衛星的(de)行星，還證明了尼(ni)古拉·哥白尼(ni)的(de)“日心說”是正(zheng)確的(de)。
使用簡(jian)單(dan)的(de)望遠鏡(jing)，依靠單(dan)獨研究，伽利略(lve)讓人(ren)們(men)很好地(di)認識了太陽系、星系和浩瀚的(de)宇(yu)宙。他制作(zuo)的(de)望遠鏡(jing)使人(ren)們(men)觀(guan)察(cha)(cha)到(dao)以(yi)前(qian)難以(yi)觀(guan)察(cha)(cha)到(dao)的(de)太空景象，加深了人(ren)們(men)對宇(yu)宙的(de)理(li)解。
巧笑倩兮 
