木卫一的表面覆盖著易蒸发的钠盐（可能是通常盐类的晶体）。木卫二﹑木卫三﹑木卫四的表面除了覆盖著砂砾土壤和冰霜以外﹐也不同程度地覆盖著盐和硫磺。木卫一基本上是岩体结构﹔木卫二的岩体上覆盖著一个水冰构成的壳。
根据木卫三和木卫四的密度﹐刘易斯认为这两个卫星中的岩石或硅矿物不超过15﹐其余大部分由冰冻的水﹑氨和甲烷构成。r.a.布朗1973年宣布他在木卫一的发射谱中观测到钠气体的谱线﹐以后其他观测者也证实了木卫一存在钠气体等构成的大气。
这种大气在木卫一周围空间中伸展很悌o远远超过其引力所能束缚的范围。原来﹐木卫一表面覆盖著挥发性钠盐﹐由于阳光加热﹐钠就蒸发出来﹐弥漫在木卫一的运行轨道上﹐构成了一个环状钠云。“先驱者”10号空间探测器还观测到﹐在木卫一轨道上有一个比钠云大得多的氢云﹐在木卫一的向阳面存在一个广大的电离层﹐后者的范围足以同金星和火星的电离层相比。
人们常常把天文学单纯理解为把已有的物理定律用以解释观测到的天文现象。
其实，由于天体所处的各种奇特状态提供了大量地面上无法实现的物理状态，因此，大量的天文观测结果实际上为建立新的物理定律提供了观测事实，如牛顿的万有引力公式的建立就是依据的开普勒关于行星运动的三定律。与相对论的建立有关的光行差现象也是首先在天文观测中发现的。
现代物理学中的一个重要常数，也是在1676年，由法国天文学家罗默从对木卫一的观测中得到的。从对光传播所作的一切观测中知道，光速是十分巨大的.伽里略试图用灯光信号来测量这个速度,但没有成功，因为光通过地面上的距离只用极短的时间。因此要想成功地进行这种测量，只有利用天文空间中天体之间的巨大距离。
每当卫星进入木星的影子里时，就发生卫星食。如果木星上有一个观测者，他认为每隔一段时间t，就出现一次卫星食，t等于卫星绕木星转一圈的时间。如果l为木星到地球的距离，那么，这个信号要经过一段时间l/c后才能到达地球。
如果令l表示在卫星转一圈的时间里距离l的改变量，那么在地球上的观测者看来，每相邻两次卫星食之间的时间间隔就稍有不同，而为t+l/c.因此从地球上看到的卫星食周期就要比从木星上看到的真正周期长些或短些，这要看距离l是增加还是减小而定，从地球上观测时，卫星转
圈所需的时间等于t
=nt+l
/c上式中i
是在卫星转
圈的时间里距离l的总改变量。
这里有两个未知量t和c，它们可以根据两个适当选择的观测来确定。首先，地球和木星之间的距离l经过一定时间t
。后又相距同样远。我们可以估计一下这个时间间隔t
。内发生的卫星食数n。因木星运动得比较慢，所以可以近似认为仅取决于地球的轨道位置，故可把t
。取为地球绕太阳公转一圈所需的时间，即一年。由此可求出t。
其次，我们从地球和木星相距最近时的那个位置开始，数一下半年时间内发生卫星食的数目n，此时ln等于地球的公转轨道直径（即1个天文单位约3x108公里）。我们由此可计算tn=nt+ln/c。通过观测得到延迟时间tn-nt为17分即约1000秒，由此得到c=300000公里/秒，它十分接近光速的精确值。
1727年布拉德莱发现。因光速有限而引起的另一效应——光行差现象。即所有恒星似乎在作一种共同的周年运动，它显然与地球绕日运动相对应。从粒子的观点来看很容易理解这一现象。如果地球是静止不动的，则为了观测一个天体，我们必须将望远镜镜头直接对准该天体，相反，如果地球正在向右运动，则望远镜镜头必须b所示那样倾斜一个角度。有关光的传播性质的研究导致了日后狭义相对论的出现。
据当初美国天文学家公布的消息称，太阳系中拥有最多卫星的行星木星被发现还有2颗新卫星，这2颗卫星是由美国卡内基研究所的谢柏德在2011年9月观测时发现的。
据介绍，这2颗新卫星的直径只有1到2公里，比月球还小，形状不规则，其中一颗距离木星约2000多公里，公转一圈约582天。另一颗距离木星约2300多公里，公转一圈约725天。
科学家表示，木星的66颗卫星中，有52颗绕木星公转的方向，和木星自转方向相反，而且大多位于较远的外围区域，因此，科学家推断这些卫星是被木星重力捕获的彗星或小行星，不是木星的原生卫星。
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