标题：木星卫星
简介
木星卫星satellites of Jupiter　木星的其他卫星比伽利略卫星暗得多，要用较大的望远镜才能看见。美国天文学家巴纳德在1892年用望远镜发现的木卫五在木卫一轨道以内运动。1979年3月，“旅行者”1号空间探测器发现木卫五呈浅灰色，上面有一个长约130公里、宽200～220公里的微红区域。木星的其他卫星则是1904年以来用照相方法陆续发现的，它们在木卫四以外的轨道上运动。木星的13个卫星中，有的半径达二千多公里，有的半径仅几公里或十几公里。此外，1979年初，美国加利福尼亚理工学院的杰威特和丹尼尔森根据“旅行者” 2号探测结果宣布发现木星的一个新卫星，即木卫十四。1980年，又有人宣布发现木卫十五和十六，但尚待证实。
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  木星卫星间，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。
木星卫星
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公里的速度喷发着气体和固体物质，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。
“旅行者”1号发现木卫二是一个明亮的球体，表面夹杂着一些宽阔的黑色条纹和淡黄色暗区。这表明木卫二被冰覆盖着，冰层底下可能是岩石；黑色条纹可能是它表面的裂缝。“旅行者” 1号在木卫三表面发现了十分明显的山脊和峡谷的标志，这说明木卫三表面存在断层。“旅行者”1号拍摄的照片还表明,木卫四上有一些由同心环围绕的大盆地，地势起伏不大。同心环盆地放射出奇特的亮光，表明木卫四表面有冰层。此外还发现木卫四上的环形山比木卫三的多，说明木卫四的地质年龄比木卫三大。
历史记载
其实木卫三是中国战国时代的天文学家甘德发现的，他著有《岁星经》和《天  木星卫星文星占》两书，可惜均已失传。唐朝天文学家瞿昙悉达编著的《开元占经》第二十三卷中有这样的记载“甘氏曰：单阏之岁，摄提格在卯，岁星在子，与须女、虚、危晨出夕入，其状甚大有光，若有小赤星附于其侧，是谓同盟”。
甘德早在公元前346年发现了木卫三，比伽利略早了将近2000年。
分群
木星的13个卫星分成三群。其中最靠近木星的一群──木卫五和四个伽利略卫  木星卫星星的轨道偏心率都非常小（≦0.01）﹐轨道面和木星赤道面的交角也都很小（≦05）﹐就是说﹐它们都在木星的赤道面上沿圆形轨道运动﹐这些卫星的轨道面与木星的轨道面的交角大约为2°～4°﹐顺行﹐是规则卫星。其余的卫星都是不规则卫星﹐但又可分为两群。离木星稍远的一群卫星──木卫十三﹑木卫六﹑木卫十﹑木卫七的轨道面和赤道面的交角为24°～29°﹐顺行﹐轨道偏心率为0.13～0.21。离木星最远的一群──木卫十二﹑木卫十一﹑木卫八﹑木卫九的轨道偏心率相当大（0.17～0.38）﹐它们的轨道面与木星赤道面的交角为145°～164°﹐它们都是逆行卫星。有人认为它们可能是被木星俘获的小行星。
木卫掩蚀
木星的卫星在运行中会发生下列现象﹕木星在太阳照射下﹐背太阳方向有一影  木星卫星锥﹐当木星卫星进入影锥时﹐卫星无法反射太阳光﹐变得不可见了﹐称为木卫蚀。当木星的卫星进入木星圆面的后面﹐我们从地球上观测木星卫星的视线便被木星挡住﹐称为木卫掩。木星的卫星通过木星圆面的前面﹐从地球看去在木星视圆面上投下一个圆形斑点﹐称为木卫凌木。当木星某一卫星的影子投在木星视圆面上而它本身又不在木星视圆面上时﹐称为木卫影凌木。从地球上看去﹐当木星的一个卫星挡住另一个时﹐称为木卫互掩﹔当一个木卫进入另一木卫的影锥时﹐称为木卫互蚀。
卫星列表
卫星 　 到木星距离　半径　质量　发现年份
（千米）　 （千米）　（千克）　 .
木卫十六128000 　20　9.56×1016 　1979  木星卫星木卫十五 129000 　10　1.91×1016　 1979
木卫五 　181000 　98　7.17×1018　 1892
木卫十四 222000 　50　7.77×1017　 1979
木卫一 　422000 　1815　8.94×1022　 1610
木卫二 　671000 　1569　4.80×1022　 1610
木卫三 　1070000　2631　1.48×1023　 1610
木卫四 　1883000　2400　1.08×1023　 1610
木卫十三 11094000 　8　 　5.68×1015　 1974
木卫六 　11480000 　93　9.56×1018　 1904
木卫十 　11720000 　18　7.77×1016　 1938
木卫七 　11737000 　38　7.77×1017　 1905
木卫十二 21200000 　15　3.82×1016　 1951
木卫十一 22600000 　20　9.56×1016　 1938
木卫八 　23500000 　25　1.91×1017　 1908
木卫九 　23700000 　18　7.77×1016　 1914
木星总共有63颗卫星（包括已命名的49颗小卫星和未命名的14颗小卫星），其中49颗的名字是：木卫十七Callirrhoe，木卫十八Themisto，木卫十九Megaclite，木卫二十Taygete，木卫二十一Chaldene，木卫二十二Harpalyke，木卫二十三Kalyke，木卫二十四Iocaste，木卫二十五Erinome，木卫二十六Isonoe，木卫二十七Praxidike，木卫二十八Autonoe，木卫二十九Thyone，木卫三十Hermippe，木卫三十一Aitne，木卫三十二Eurydome，木卫三十三Euanthe，木卫三十四Euporie，木卫三十五Orthosie，木卫三十六Sponde，木卫三十七Kale，木卫三十八Pasithee，木卫三十九Hegemone，木卫四十Mneme，木卫四十一Aoede，木卫四十二Thelxinoe，木卫四十三Arche，木卫四十四Kallichore，木卫四十五Helive，木卫四十六Carpo，木卫四十七Eukelade，木卫四十八Cyllene和木卫四十九Kore。木卫十七至木卫四十九都在1999年至2003年被发现的。
发现意义
伽利略发现其他行星也有卫星，这一发现加深了人类对宇宙的理解。他亲手制作的望远镜，进行细致研究，开创了现代天文学。这些发现是运用望远镜进行的首次天文发现。
他注意观察夜空中令人神往的天体，证实了地球不是宇宙中唯一有卫星的行星，还证明了尼古拉·哥白尼的“日心说”是正确的。
使用简单的望远镜，依靠单独研究，伽利略让人们很好地认识了太阳系、星系和浩瀚的宇宙。他制作的望远镜使人们观察到以前难以观察到的太空景象，加深了人们对宇宙的理解。
发现过程
这个发现得益于望远镜的发明。1608年底，伽利略第一次见到望远镜，他很快意识到天文学家最需要的是高倍望远镜。1609年底，伽利略制造出一台40倍的双透镜望远镜。这是科学研究中第一台用于天文观测的望远镜。
约翰尼斯·开普勒在一篇论文中描述行星运行轨道，这是伽利略相信波兰天文学家尼古拉·哥白尼的“日心说”。相信“日心说”是很危险的，因为相信“日心说”，乔纳诺·布鲁  木星卫星诺被活活地烧死在火刑柱上。伽利略决定使用新望远镜，以更准确地绘制行星运行图，证明哥白尼的“日心说”是正确的。
伽利略运用望远镜先观测月亮。他清晰地看到月亮上高山和山谷凹凸起伏，参差不起的月亮边缘看起来就向锯齿刀切割得一样。他所观察到的月亮并不像亚里士多德和托勒密所说得那样平滑。但是，实力强大的天主教会、欧洲的大学教师和科学家们都对亚里士多德和托勒密的理论深信不疑。
通过对月亮表面一夜的观察，伽利略再次证明亚里士多德的理论是错误的。伽利略曾经证明自由落体运动定律，因为这与亚里士多德的理论相悖，他被从教师职位上解雇。
伽利略观测的下一个目标是最大的行星——木星，他计划花几个月的时间仔细绘制木星运行图。通过望远镜，伽利略观察到人类从未观测到的太空，清晰地观察到木星。令他吃惊的是，他发现几颗卫星正在围绕木星旋转。亚里士多德曾经说过（所有的科学家都这样认为），宇宙中只有地球有卫星。在随后的几天里，伽利略发现了木星的四颗卫星，它们是地球之外首次发现的卫星。
他再次证明亚里士多德的理论是错误的。
然而，旧的观念不会很快消逝。1616年，天主教会禁止伽利略教书，严禁他宣扬哥白尼的理论。很多教会的高级头目拒绝使用望远镜观察太空，声称这是魔术师的把戏，卫星只存在于望远镜中。
伽利略对教会的警告不屑一顾，最后被宗教审判所召回罗马，饱受折磨。他被迫收回自己的观点和发现，还被判处终身监禁。1640年，伽利略去世，去世前他除了说自己的发现是正确的外，没有说任何别的话。1992年10月——伽利略被误判376年后，罗马教会才为他平反昭雪，承认他的科学发现。
伽利略卫星
四个伽利略卫星的密度随著同木星的距离的增大而减小﹐这与太阳系中各个行星的密度随著同太阳的距离而变化的情况十分相似。太阳系中这种情况是由于以原始太阳作为热源蒸发那些较轻的和易于挥发的物质造成的。波拉克认为同一过程也发生在木星及其卫星系统中﹐只不过是以原始木星作为  木星卫星热源而已。目前木星辐射出的热能为它从太阳接收到的热能的两倍。而在木星诞生后的头几百万年中﹐木星平均辐射的能量相当于现在太阳所辐射的能量的几百分之一。
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。木卫一木卫一由伽利略和Marius于1610年发现，是木星已知卫星中第五个发现的，并是其中第三大卫星，在伽利略发现的卫星中最靠近木星，它比地球的卫星月球稍大与外层太阳系的卫星不同，木卫一与木卫二的组成与类地行星类似，主要由炽热的硅酸盐岩石构成。最近从伽利略号上发回的数据表明，木卫一有一个半径至少为900千米的铁质内核（可能混有含铁硫化物）。
木卫一的表面与太阳系中其他星体孑然不同，这使得旅行者号的科学家在第一次接触  木星卫星一时非常惊奇。他们原以为在类地星体上应布满了受撞击后留下的大大小小的环形山，然后以单位面积内留下的“弹坑”来估计星球外壳的年龄。但实际上木卫一的表面环形山太少，简直屈指可数。这样看来，该表面非常年轻。除了环形山，旅行者1号发现了数百破火山口，其中的一些仍然活跃！羽毛状的喷出物高达300千米，这些惊人的照片由伽利略号与旅行者号传回。这可能是旅行者号任务中最重要的单一发现，这是类地星体内部炽热与活动的第一份实际证明。这些物质看来是以硫或二氧化硫的形式从火山口中的喷出。火山爆发相当迅速，只是在旅行者1号和旅行者2号4个月中先后到达的时间里，一些活动停止，另一些则又开始了。在喷口周围的堆积物同样有可见的变化。
最近从安放在夏威夷的Mauna Kea的NASA红外线望远镜设备获得的照片看来，木卫一有一次新的巨大的火山爆发。在Ra Patera地区的新情况已被哈博望远镜所看到。来自伽利略号的图片也显示了自旅行者号与其接触后其表面的一些变化。这些观察证明了木卫一的表面实在相当活跃。
木卫一有令人惊异的多种地形：有向下有数千米深的火山口，有炽热的硫湖，有很明显不过的非火山的连绵山脉，流淌着数百千米长的粘稠的液体（硫的某种形式），还有一些火山喷口。硫和其化合物的多种颜色使得木卫一表面的颜色多样化。
对旅行者号的图片分析使得科学家确信木卫一表面的熔岩流大多由炽热的硫的化合物组成。然而，接下去的基于地表的研究表明对那里温度过高，不会有液态硫。一个当前彩的说法是，木卫一的熔岩流是由炽热的硅酸盐岩石组成的。最近的哈博望远镜的观察表明那些物质中可能富含钠，或者说那里不同的地方物质有着不同的组成成份。它所有活动所需要的能量可能来自与它与木卫二，  木星卫星一木卫三及木星之间的交互引潮力。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（100的大潮！），并在复原扭曲的循环中产生能量。（月亮并不是由这种方式被地球加热，因为它缺少另一个星体扰乱它。）
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。
木卫一有稀薄的大气，由二氧化硫与其他气体组成，木卫一上有许多火山。
不像其他伽利略发现的卫星，木卫一几乎没有水。这可能由于在太阳系进化过程的初期，木星太热，使得木卫一附近的可挥发性物质被蒸发，而它又并非过热而把所有水份榨干。
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。木卫二它由伽利略和Marius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  木卫二一不同，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。木卫三木卫三被伽利略和Marius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  木星卫星王星大得多。
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（这与土卫六和海卫一相似）。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）。
哈博望远镜发现了木卫三有稀薄的含氧大气的证据，与木卫二上发现的极相似。（这绝对不是有生命的证据）。类似的凹槽与山脊的地形在土卫二，天卫五和天卫一也可见。黑暗区则与木卫四的表面相似。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：星体内部木卫四发现
它由伽利略和Marius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。
内部结构
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。
地形现象
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  木卫四有很小的变动。
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Valhalla，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Gipul Catena，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（与苏梅克列维9号彗星极相似），然后撞向了木卫四引起。
与木卫三不同的是，它有复杂的地形，但木卫四上的地壳运动证据颇少。它的大多数性质与木卫三相同，所以它应有一个与木卫三类似的地理历史。这两颗卫星的不同地理历史是行星科学的重要难题。（这可能与木卫三的轨道与引潮力变化有关）“简单”地看，木卫四是其他复杂星球比较时的理想参考，它也可能可以告诉我们其他伽利略发现的卫星的早期历史的情况。
最新报道
有可能存在着生命的木星卫星——欧罗巴
科学家称火星和木星卫星均可能存在生命
北京时间2008年2月5日 据国外媒体报道，宇宙中有生命存在的天体可能并不在少数。有科学家认为，仅就太阳系而言，不仅在火星上有可能存在着生命，而且在其他天体上也有可能存在。而俄罗斯科学院院士米哈伊尔·马罗夫甚至认为，生命活动可能会存在于诸如木星的卫星——欧罗巴这样的天体上。
马罗夫表示：“飞往那些遥远的行星具有很高的科学价值。从寻找生命的角度来说，火星并不是唯一一个可供选择的星球。科学家们认为在欧罗巴表面厚厚的冰层下存在着海洋，同时不排除那里有某种生命活动的可能性。” 
马罗夫表示，现在人类已拥有飞往遥远行星的技术能力，但是还必须提高现有技术设备的可靠性以有效地保障漫长的星际旅行。
他说：“例如要到达木星就需要探测器经过4年的漫长飞行时间。这样就必须保障各种仪器具有很高的可靠性。” 
目前，俄罗斯也在准备着自己的一系列太空探测计划。如果顺利，俄将在2009年向火卫一发射一艘宇宙飞船。
俄拉沃奇金科学生产联合公司总经理康斯坦丁·皮奇哈泽曾宣布，准备在2009年实施“火卫一－－土壤”计划。预计探测飞船将自动地降落在火卫一表面执行科研任务。他同时强调表示：“由于缺乏资金支持，计划的实施日期可能也会有所变得。现在纸上作业阶段已经结束，具体的试验研究工作即将开始。” 
他还宣布，目前拉沃奇金公司正在研制新一代航天器，其中有些还可用来执行对月球和火星的探测任务。现在这些项目已由图纸设计阶段转入具体的制造工作。
此外，俄航天科学院院长弗拉基米尔·参科维奇也向记者们宣布，俄确已在研制新型载人宇宙飞船。
参科维奇表示：“‘动力’火箭－航天技术公司正在研制一种可搭载6名宇航员的新型宇宙飞船－－‘三桅帆船’。这种飞船不但可用来向空间站运送人员和物资，还能在轨道上长时间地运行。” 
他宣称，俄新一代的国产空间站也在研制之中，它将在目前的国际空间站使用期限届满时投入运行。
拉沃奇金公司是俄主要的行星际自动探测器和各种地球卫星的设计、制造和试验企业。
在一系列运载装置的研制工作全面展开之际，俄科学院医学和生物学研究所也将就培训航天员适应漫长的太空飞行这一课题开展试验活动。据研究所工作人员、航天员瓦列里·波利亚科夫介绍：“俄罗斯医学和生物学研究所已开始进行与漫长太空飞行相关的试验课题。”
相关知识
光速的天文测定—一木星的卫星蚀
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。  木星卫星其实，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1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+1/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n圈所需的时间等于tn=Nt+1n/C 上式中In是在卫 星转n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  木星卫星选择的观测来确定。首先，地球和木星之间的距离L经过一定时间tn。后又相距同样远。我们可以估计一下这个时间间隔tn。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tn。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l'N等于地球的公转轨道直径（即1个天文单位约3×108公里）。我们由此可计算t'N=N't+l'N/c。通过观测得到延迟时间t'N-N't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。