在宇宙中很多行星不會是孤孤單單的獨自運行在軌道上，它們都會有衛星的陪伴。就像圍繞了我們幾十億年的月球一樣，木星也有衛星，而且要比地月系統複雜的多。

地月系

衛星的發現

在1610年1月7日，伽利略像往常一樣拿起望遠鏡開始觀測木星，觀察時他發現木星周圍有幾個很明亮的發光體，他下意識的認為是其他星系的恆星。他對這些星體產生了濃厚的興趣，他持續觀察了一段時間發現，事情並沒有他認為的那樣簡單。這些星體在有規律的圍繞木星運動，先是從右至左，再從左至右的回到原來的地方。它們週而復始的做著這種運動，伽利略馬上就意識到它們是木星的衛星，只是在不同的軌道上轉動。

伽利略正在用望遠鏡觀測

伽利略這一次共發現了4顆衛星，它們都算是比較明亮的，所以比較容易被發現，它們的星等在5.5~6.7之間。當他們離木星的距離比較遠，也就是離木星的光輝比較遠時，人們其實用肉眼就可以觀察到，視力好的人在大距時至少可以看到最遠的兩顆，再配上簡單的望遠鏡，很容易就能夠看到另外兩顆了。

伽利略把他發現的這些星體叫做默底西斯星群，但是這個名字沒有被流傳下來。人們根據它們距離木星的距離排序，按照由近到遠依次給他們起了名叫伊奧、歐羅巴、加尼默德和卡里斯托。後來由於這些名字難以記憶，人們又以羅馬數字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ給它們賦予了另一個名字。這些衛星的個頭都不小，它們的直徑分別是3642千米、3138千米、5262千米和4800千米。它們的密度分別是3.52、3.01、2.8、1.2。同月亮繞地球轉動一樣，它們都是將同一個半球一直對著木星旋轉。長此以往這樣的運動是它們的形狀逐漸改變，會使得它們變的有些扁。

被伽利略發現的四顆衛星

木衛Ⅰ

木衛Ⅰ距離木星中心的距離是42.1萬公里，也就是5.9個木星赤道半徑。它的體積比月球稍微大一些。木衛Ⅰ的研究在天文學的發展上曾經起過很多大作用，羅默曾經研究木衛Ⅰ的被食而發現光的速度，這是1676年他在巴黎天文臺的一件偉大發現。在很長的時間裡，人們都利用木衛Ⅰ的被食來測算經度，事實上這種現象是地球上同一半球同時可以見到的光的信號，在這信號下所測定的地方時，便容易而且確切地加以比較，於是由地上兩點的地方時之差，便可推算出這兩點的經度之差。現在已經都在使用無線電信號測量，這樣會更精確。在木衛發現以前，人們對經度的測定是很不精確的，所以這件事也把地理學提高了一個臺階。

木衛Ⅰ

木衛Ⅱ

木衛Ⅱ距離木星的距離是67.1萬公里。它的表面被厚厚的冰層覆蓋，在冰層下是海洋。在這片海洋中有可能會有生命的存在。

木衛Ⅱ

木衛Ⅲ

木衛Ⅲ是一顆很亮的星，所以它是最容易被觀察到的星，用很普通的望遠鏡就可以清晰看到他的輪廓，它處在離木星中心107萬公里的位置。它不僅比月亮還大，甚至比水星還大。當它投影在木星邊緣部分的時候它是明亮的，等移動到了中心區的時候就會變成黑色的。木衛Ⅲ也許有大氣，它的表面上有永恆的、反襯度強、很有特徵性的斑痕。

木衛Ⅲ

木衛Ⅳ

木衛Ⅳ到木星中心的距離是188.2萬公里，木衛Ⅳ和木衛Ⅲ差不多一般大，但亮度卻小了很多很多，星等是6.7，這個亮度已經達到了肉眼能看到的極限了。在望遠鏡裡，它總是一個黑點。

木衛Ⅳ

衛星們的運動

木衛Ⅰ、木衛Ⅱ、木衛Ⅲ的軌道平面和木星的赤道平面很接近，而且與木星軌道平面所成的角度也很小。

它們在每一次公轉週期裡，都會有一段軌跡繞到木星的後面，進入木星的影錐。當它們有時被遮擋在木星的後面叫做掩，有時落在木星的影子裡叫做食。在衝日前，食先於掩；在衝日後，掩先於食。只有木衛Ⅳ有時才能在木星本體和木星的影子的上面或者下面經過。木衛會從木星前面經過，前三個木衛在每個週期裡都是這樣，木衛Ⅳ有時會凌木星的表面而過，那時它們會投影在木星的圓輪上。

木衛Ⅰ

木衛Ⅰ、木衛Ⅱ、木衛Ⅲ的各自運動也有密切的關係。它們都遵循開普勒第三定律，一個叫拉普拉斯的科學家提出了它們半徑之間存在一種特殊的關係：木衛Ⅰ相對木星的經度減去木衛Ⅱ相對木星的經度的三倍，加上木衛Ⅲ相對木星的經度的兩倍正好是180°。拉普拉斯認為在它們形成之初，並不是現在的位置。他仔細的研究了這些衛星相互的作用力，終於研究出了是什麼原因導致的這個神奇的結果。

拉普拉斯總結出這個定律有以下幾個結果：

• 前三個衛星絕對不會同時被食 ，也不會同時過木星的圓輪。
• 如果木衛Ⅰ和木衛Ⅱ同時被食或者被掩，或者同時過木星的圓輪，那麼木衛Ⅲ必在它的東或西的大距處。（圖A）

A

• 如果木衛Ⅱ和木衛Ⅲ同時被食或者被掩，木衛Ⅰ必凌木星表面經過，如果木衛Ⅱ和木衛Ⅲ同時投影在木星圓輪上面，木衛Ⅰ必被食或被掩。(圖B)

B

• 如果木衛Ⅰ和木衛Ⅲ同時被食或者被掩，木衛Ⅱ可能會有三種情況：

1. 凌木星表面經過
2. 在另外兩個木衛前面60°
3. 在另外兩個木星後面60°

• 如果木衛Ⅰ和木衛Ⅲ同時經過木星的圓輪，木衛Ⅱ可能被食或者被掩，或者與另外兩個木衛成60°夾角。（圖C）

C

更多的衛星

到1892年以前，天文學家們一致認為木星就只有伽利略所發現的四顆衛星而已。但是，一位名叫巴納德的天文學家打破了這個局面，他一直在用裡克天文臺的大望遠鏡觀察著衛星附近的情況，終於讓他在9月9日發現了木星的第五顆衛星。這是一顆星等13，距離木星為2.5半徑的衛星，它以11小時57分的週期環繞木星運動。它要比前四顆衛星小很多 ，直徑大概只有190千米，木衛Ⅴ被命名為阿瑪爾特。這一發現給了天文界很大的鼓舞，他們認為木星可能還會有沒發現的衛星存在，1904年查爾斯發現了木衛Ⅵ，它的直徑只有170千米，公轉週期為251天。

一些比較大的木星衛星

時至今日，在這100多年裡我們又發現了73顆木衛。它們大小不一，形態各異，有的甚至都是逆行的。現在我們已經發現了79顆木衛，但依然無法肯定已經發現了木星的全部衛星，複雜的太陽系還有太多太多值得我們去探索的。