木卫三，由伽利略·伽利莱（1564-1642）于1610年与其他三颗伽利略卫星一同发现，在太阳系中保持着多项纪录：
木卫三在距离木星1,070,400公里的轨道上运行（轨道周期：7.15天），与木卫二和木卫一形成轨道共振（比例1:2:4），这影响了其地质活动。
来自伽利略号（1995-2003）和朱诺号（2016年至今）任务的数据建立了木卫三内部结构的详细模型：
平均密度为1.936克/立方厘米，表明其成分包含46%的水冰、34%的硅酸盐和20%的金属物质。
木卫三是太阳系中唯一拥有内在磁场的卫星，该磁场于1996年由伽利略号探测器发现。其特征如下：
该磁场部分保护了木星表面免受其磁层中高能粒子的影响，从而形成了哈勃望远镜观测到的极光现象。
多项证据支持木卫三存在地下海洋：
这片被埋在150公里冰层下的海洋，其水量可能达到地球海洋总量的25倍。然而，其盐度和化学成分仍鲜为人知。
木卫三的表面呈现出显著的二分性：
木卫三上的沟槽是独特的地貌：平行带状结构，宽5至20公里，绵延数千公里，很可能是冰壳拉伸所致。
木卫三拥有极其稀薄的外逸层（气压：10⁻⁹巴），主要成分为：
这种氛围是由以下因素产生的：
木卫三还被伽利略号探测器发现被一层尘埃云所包围，这可能是微陨石撞击其冰面所产生的。
| 任务 | 机构 | 时期 | 关键发现 | 最小距离 |
|---|---|---|---|---|
| 先驱者10号与11号 | 美国国家航空航天局 | 1973-1974 | 首批远距离图像，辐射环境测量 | 446,250公里 |
| 旅行者1号和2号 | 美国国家航空航天局 | 1979 | 全球测绘，发现明亮与黑暗地形 | 62,130公里 |
| 伽利略 | 美国国家航空航天局 | 1995-2003 | 磁场发现、地下海洋证据、详细测绘 | 264公里 |
| 新视野 | 美国国家航空航天局 | 2007 | 冥王星飞越期间的观测与磁层研究 | 300万公里 |
| 朱诺 | 美国国家航空航天局 | 2016-2025 | 高分辨率图像、成分与电离层研究 | 1,038公里 |
| JUICE | ESA | 2023-2035 | 深度研究，计划进行12次飞越，重点关注海洋与宜居性 | 200公里（规划中） |
ESA（欧洲航天局）的JUICE（木星冰卫星探测器）任务于2023年4月发射，将标志着木卫三研究的一个转折点：
尽管不如欧罗巴那样广为人知，但木卫三同样具有地外生物学研究价值。
科学家们设想，在木卫三的海洋中可能存在微生物生命形式，尤其是在海底潜在的热液喷口周围，类似于地球上发现的热液喷口。
| 特征 | 木卫三 | 卡利斯托 | Io | 欧罗巴 |
|---|---|---|---|---|
| 直径（千米） | 5,262 | 4,821 | 3,643 | 3,122 |
| 质量（×10²²千克） | 14.8 | 10.8 | 8.9 | 4.8 |
| 密度（克/立方厘米） | 1.936 | 1.834 | 3.528 | 3.013 |
| 次表层海洋 | 是（100-200公里） | 可能的（地表下） | No | 是（60-150公里） |
| 磁场 | 是（固有的） | No | No | 无（诱导） |
| 大气层 | 是的（稀薄，氧气） | 非常稀薄（CO₂） | 是（二氧化硫） | 非常稀薄（O₂） |
| 地质活动 | 中等（构造） | Low | 强烈（火山） | 活跃的（构造） |
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