Les quatre lunes galiléennes seraient suffisamment brillantes pour pouvoir être perçues à l'œil nu si elles étaient plus éloignées de Jupiter. Lorsque Jupiter est en opposition, leur magnitude apparente est comprise entre 4,6 et 5,6, une unité de magnitude de moins lorsque Jupiter est en conjonction.
La principale difficulté pour les observer tient au fait qu'elles sont situées très près de Jupiter et donc noyées dans sa luminosité. Leur séparation angulaire maximale de Jupiter est comprise entre 2 et 10 minutes d'arc, proche de la limite de la vision humaine.
En revanche les lunes sont visibles avec une paire de jumelles de faible grossissement.
Lune | Magnitude apparente à l'opposition | Albédo | Séparation maximale à l'opposition |
---|---|---|---|
Io | 5,02 ± 0,03 | 0,63 ± 0,02 | 2' 27" |
Europa | 5,29 ± 0,02 | 0,67 ± 0,03 | 3' 54" |
Ganymède | 4,61 ± 0,03 | 0,43 ± 0,02 | 6' 13" |
Callisto | 5,65 ± 0,10 | 0,17 ± 0,02 | 10' 56" |
Des quatre lunes galiléennes, Io est la plus proche de Jupiter et la deuxième plus petite. Io, la 4e plus grande lune du système solaire mais celle qui possède la plus grande masse volumique, en est également le corps le plus actif géologiquement et celui qui possède les plus grandes éruptions volcaniques.
La surface d'Io semble très récente et est presque totalement dépourvue de cratères. Elle possède de nombreux volcans (la sonde Voyager 1 en détecta neuf pendant son survol de Jupiter) et une mince atmosphère composée principalement de dioxyde de soufre. Elle pourrait également posséder son propre champ magnétique.
L'énergie nécessaire à cette activité géologique proviendrait des forces de marée d'Europe, Ganymède et Jupiter. Io possède une rotation synchrone, présentant toujours la même face à Jupiter ; cependant, les trois lunes galiléennes internes étant en résonance orbitale, la présence d'Europe et de Ganymède la fait vaciller légèrement. Cette interaction déforme la surface de Io qui se soulève et s'abaisse jusqu'à 100 mètres et les frottements produisent de la chaleur.
Europe est la seconde lune galiléenne par la distance avec Jupiter, et la plus petite des quatre. Elle possèderait une croûte de glace surmontant une couche d'eau liquide atteignant 100 km de profondeur, elle même entourant le manteau du satellite. Europe est l'objet le plus lisse du système solaire ; sa surface récente est striée de crevasses, mais de peu de cratères.
De façon similaire à Io, les forces de marée provoqueraient un échauffement d'Europe et assurerait la persistance de son océan interne et de son activité géologique.
Europe possède une atmosphère d'oxygène ténue.
Ganymède, la troisième lune galiléenne par la distance avec Jupiter, est le plus grand satellite du système solaire, et le plus massif. Elle serait composée de silicates et de glace d'eau, avec une croûte de glace flottant sur un manteau de glace plus chaud. Elle possèderait également un noyau métallique. Ganymède possède un champ magnétique, la seule lune du système solaire où une telle caractéristique a été déterminée avec certitude.
La surface de Ganymède est un mélange de deux types de terrains : des régions sombres très cratérisées et d'autres plus jeunes — mais toujours anciennes — présentant des crevasses et des falaises. Ganymède possède beaucoup de cratères, mais la plupart sont effacés, ou tout juste visibles sous la croûte glacée du satellite.
Ganymède est entourée d'une petite atmosphère d'oxygène.
Callisto est la plus lointaine des lunes galiléennes et la deuxième par la taille. Elle est également la moins dense de toutes.
Callisto possède une caractéristique surfacique majeure, un bassin de 3 000 km de large nommé Valhalla, qui date probablement de la formation de la croûte du satellite. La surface de la lune repose sur une couche de glace de 150 km de profondeur, et une couche d'eau, épaisse de 10 km.
Callisto possède une petite atmosphère de dioxyde de carbone.