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木卫三及木星之间的交互引潮力。张晓辰发现这三颗卫星的共动关系固定，木卫一的公转周期是木卫二的两倍，后者是木卫三的两倍。虽然木卫一就像地球的卫星月球一般，只用固定的一面朝向其主星，由于木卫二与木卫三的作用使它有一点点不稳定。它使木卫一扭动、弯曲，大约有100米长，并在复原扭曲的循环中产生能量。
木卫一同样切割木星的磁场线，生成电流。对于引潮力而言由此产生的能量不多，但电流的功率仍有1兆瓦特。它也剥去了一些木卫一的物质，并在木星周围产生强烈的凸起状辐射。在凸出面中脱离的粒子部分地造成了木星的巨大磁层。来自伽利略号的最近数据显示木卫一可能有自己的磁场，就像木卫三一样。
木卫一附近之所以有氢云、钠云，是因为原子从卫星的弱引力场中逃逸，飘散到周围空间，但又被木星的巨大引力场束缚住。原子云就展布在“木星空间”，集中在发源地木卫一附近。至于电离层，则是由太阳紫外线电离木卫一的外层大气中的原子造成的。
1979年3月，“旅行者”1号空间探测器发现木卫一的表面比较平坦，不像一般天体那样有众多的环形山。这个空间探测器还在木卫一上发现了至少有六座活火山，以每小时1.600公里的速度喷发著气体和固体物质，喷出物高度可达450公里。火山活动区的直径有的达200公里，火山喷发的强度比地球上大得多。
此外，木卫一还有一个红色的极冠；当木卫一从木星影锥中钻出来时，有长达15分钟的亮度增强。射电天文学家还观测到木星射电噪暴的强度同木卫一在轨道上的位置有密切联系。
张晓辰清楚木卫一由伽利略和r于1610年发现是木星的第六颗已知卫星，并是木星的第四大卫星，在伽利略发现的卫星中为离木星第二近。木卫二比地球的卫星月球稍微小一点。
木卫二与木卫一的组成与类地行星相似：主要由硅酸盐岩石组成。但是与木卫一不同，木卫二有一个薄薄的冰外壳。最近从伽利略号发回的数据表明木卫二有内部分层结构，并可能有一个小型金属内核。
但是木卫二的表面不像一个内层太阳系的东西，它极度的光滑：只能看到极少的数百米高的地形。凸出的记号看来只是反照率特性或是一些不大的起伏。木卫二上的环形山很少；只发现三个直径大于5千米的环形山。这表面它有一个年轻又活跃的表面。然而，旅行者号做了一小部分的表面高清晰度地图。木卫二的表面精确年龄是一个悬而未决问题。
木卫二的表面照片与地球海洋上的冰的照片相似。这可能是因为木卫二表面的冰以下有一层液态的水，或许有50千米深，由引潮力带来的热量保持液态。如果是这样的话，这将是除地球之外，太阳系中唯一一个有大量的液态水存在的地方。
木卫二最醒目的外观是遍布全球的一串串十字条纹。较大的一个向外扩散到淡色物质地带，长近20千米。最近的有关它们的起源理论是：它们由一连串火山喷出物或喷泉产生。
最近的哈博望远镜观察揭示出木卫二有一个含氧的稀薄大气（1e-11巴）。
太阳系中63个卫星里只知道有4颗卫星，木卫一，木卫三，土卫六和海卫一拥有大气层。不像地球的大气中的氧，木卫二的并不是生物形成的。它最可能是由于太阳光中的电荷粒子撞击木卫二的冰质表面而产生水蒸气，然而分成氢气和氧气。氢气脱离，留下了氧气。
木卫三被伽利略和r于1610年发现。为最大的木星已知卫星，也是第七颗发现的木星卫星，在伽利略发现的卫星中离木星第三近。
木卫三是太阳系中最大的卫星，直径比水星大，但质量是它的一半。木卫三比冥王星大得多。
在伽利略号接触木卫三之前，普遍认为它与木卫四是一块石质物质外包一个大的水或冰水混合物作为地幔，并有一个冰外壳。
来自伽利略号的初步数据提议木卫四有一个独一无二的组成成份，而木卫三则有三个层结构：一个小型的铁或铁硫化物内核，外面是硅酸盐岩石地幔，最外部是冰质外壳。事实上，木卫三除了一个冰外壳外，与木卫一极相似。
木卫三的表面很粗糙，混有两种地形：非常古老，陨坑遍布的黑暗区，和相对年轻的有着大片凹槽和山脊的较明亮地区。它们的起源很显然不过是因为自然构造的，但详情不很清楚。在这方面，木卫三可能与地球，及金星或火星类似，虽然近期没有地壳活动的证据。
两种地形上都有延伸的环形山，环形山的密集程度反映它已有了30-35亿的年龄，与月球并不多。环形山有时为凹槽所切断，说明凹槽也很古老。相当年轻的环形山通过发出的光线也可被看到。但是它不像月球，陨坑都较平，缺少环状的山相围，中央洼地则通常与月球和水星上的相同。这可能是由于木卫三的冰外壳较脆弱，使地质流动而缺少起伏的缘故。古老的环形山被逐渐抹去，常被称作“覆画”。
伽利略号飞行器第一次飞经木卫三时发现它有自己的磁场，内含于木星巨磁场中。这可能与地球的生成原因类似：星体内部
它由伽利略和r于1610年发现。是距木星第八近已知卫星，直径上看为第二大。在伽利略发现的卫星中距木星最远。
木卫四比水星稍许小一些，但只是其质量的三分之一。不像木卫三，木卫四的内部结构近乎没有；它一律由或多或少的40%的冰与60%的岩石或铁组成。这与土卫六和海卫一可能相似。
木卫四的表面都是环形山，表面十分古老，就像月球和火星上的高原。木卫四有太阳系中所观察到的星体中最古老的表面环形山最多的地表；在漫长的40亿年中，除偶然的撞击之外只有很小的变动。
较大的一些环形山周围围绕着一串同心环，就像裂痕一般，不过经过岁月的苍桑，冰的缓慢运动，已使它平滑了不少。其中最大的一个被称作valha，直径4000千米，并是多环盆地，猛烈撞击后产生的典型例子。
另一些例子为木卫四的“仙宫”（asgard），月球表面阴暗部的orientale和水星上的caloris盆地。
与木卫三相似，木卫四的古老的环形山已经崩溃。它们缺少月球和水星上所有的高大的环状的连山，放射状射线和中央洼地。来自伽利略号的清晰图片显示，至少在某些地区，小型环形山已消失。这说明一些运动正在进行中，不管其他的是否在衰落过程中。
另一个奇特的地形现象是gipulcatena，一系列撞击出的环形山在一条直线上排列。这可能由于一个物体在接近木星时受引力而断裂，然后撞向了木卫四引起。
