“伽利略號”的最大成果是發現木衛二有水。木衛二白色冰層之上有淺淺的溝壑縱橫，表麵很少見到隕石坑，處處是龜裂的區域，宛如地球海麵浮起的冰塊。這說明木衛二上有液態的水，也就很可能有某些生命存在。
木衛一是一個被確認為除了地球以外現今仍有火山活動的天體。頻繁的火山活動使木衛一發生很大變化，“伽利略號”探測器拍攝的木衛一照片已與10年前“旅行者號”探測器拍攝的照片大不相同。例如，木衛一南半球的馬蘇比火山周圍地區的輪廓和顏色變化很大，火山周圍已發現有大量的二氧化硫的堆積物。
6.戴草帽的美麗星球——土星
土星軌道在木星之外，它距太陽142940萬千米，公轉周期是10759.5天，相當於29.5個地球年。土星也是天上較亮的行星，它的視星等為0.67等，迄今，已有3個探測器光臨過土星，從而，也使我們對這顆美麗的行星有了更多的了解。
土星光環
在太陽係的行星中，土星的光環最惹人注目，它使土星看上去就像戴著一頂漂亮的大草帽。
土星光環到底是什麼?從探測器拍攝的照片上人們驚奇地發現，土星環實際上是由無數條光環組成的，大環套小環，整個光環好像一張巨大的高密紋唱片，一直延伸到土星外32萬千米的遙遠空間。構成光環的物質是碎冰塊、岩石塊、塵埃、顆粒等。其直徑由1米到1千米大小不等。它們排列成一係列圓圈，繞著土星旋轉。
光環的平麵在土星赤道麵內，與土星的公轉軌道平麵成26度44分的傾角。光環與光環之間相接觸的部分由於摩擦、碰撞生熱融化後，又在低溫環境下很快凝固在一起，這些物質猶如滾雪球一樣越聚越大，最終可以形成直徑數十千米的小衛星。事實上，確實觀察到有的小衛星在光環的邊緣與光環一起繞著土星運轉。
木星的“孿生”兄弟
土星與木星有許多相似之處，簡直像兩個孿生兄弟，在木星光環發現後尤其如此。除了美麗的光環比木星勝過一籌外，土星也是一個“液態巨人”。它的直徑為120536千米，約為木星直徑的五分之四，是地球直徑的9.5倍；它的質量約為木星的三分之一，是地球的95倍；它也沒有固體的表麵，不同的是其液態表麵中不僅有氫，還有氮，土星與木星的相似之處至少還表現在以下幾點：
土星自轉也較快，它自轉一周為0.44401天，約為10小時14分，僅比木星慢幾十分鍾。因此，它也是一個扁球體。
土星的大氣層也與木星大氣層有類似之處，其成分也以氫、氦為主，也含有少量氨和甲烷。在它的大氣層中，不僅有與木星類似的與赤道平行的條狀雲帶，而且也有卵狀的斑塊，不過它不是“大紅斑”，而是白斑。
土星也有磁場，雖不如木星磁場那麼強，但也比地球磁場強千倍。土星的磁極方向也與木星一樣與地球相反，但它的磁軸與自轉軸幾乎重合，二者僅相差不到1度，土星的磁層比木星小，但形狀比較特殊，像一條遊弋在宇宙中的大鯨魚。
土星也存在輻射帶，但其強度比木星弱。土星所發出的能量也比它從太陽得到的大，表明它也像木星一樣有自己的內在能源。
最後，土星也與木星一樣有眾多的衛星，已確定軌道的有18個衛星，成為九大行星中衛星最多的行星。
異彩紛呈的土星之家
在土星的18個衛星中，有9顆是在地球上觀測到的，其他則是由行星探測器發現的。其中土衛一至土衛七及土衛十是規則衛星，其他的都是不規則衛星。
土星家族的衛星大小不一，性狀各異，有的表麵被冰層所覆蓋，有的表麵布滿隕坑，還有的一半黑暗、一半明亮。它們的運動方式也各不相同，有的與土星自轉方向同向旋轉，有的卻逆向而行，更有的是幾個衛星同在一條軌道上奔跑，或你追我趕，或結伴而行，或保持一定速度穩步前進。
在眾多的土星衛星中，1655年發現的土衛六最受青睞，它是太陽係中僅次於木衛三的第二大衛星，也是迄今所知太陽係中惟一擁有濃密大氣的衛星。個頭也比水星和冥王星大。土衛六呈橙紅色，有很厚的大氣層，不少人推測土衛六很可能存在著生命。據探測，土衛六的大氣中存在著甲烷和分子氫，它們在太陽紫外線的作用下會產生比較複雜的分子，這些分子沉降在土衛六的表麵，可以堆積成有機層，與地球早期生命起源時的情況類似。
我們企盼著新的土星探測器早日升空，揭開更多的土星之謎。
7.自轉奇特的“逆子”——天王星
迄今，隻有“旅行者2號”探測器光顧過天王星，人們對它的了解還不多。天王星的直徑約51118千米，是地球直徑的4倍。天王星的表麵包圍著很厚的大氣層，由行星探測器得知它的主要成分是氫和氦。雲層下的大地什麼樣還不清楚，推測可能有很厚的冰塊層。
天王星的公轉周期是30685.00天，自轉周期為0.71833天。天王星的自轉很奇特。它的自轉軸不像其他行星那樣大致垂直於公轉平麵，而是幾乎與公轉平麵平行。也就是說，它幾乎“躺”在軌道上，一麵在“地上”打滾，一麵繞太陽公轉。它自轉的方向也與眾不同，是順時針，與公轉方向恰恰相反。和金星一樣，天王星也是太陽係家族的“逆子”。
天王星的射電輻射觀測說明它也有磁場，其磁軸與自轉軸夾角約60度。1986年1月24日，“旅行者2號”越過天王星磁場與太陽風相互作用形成的弓形激波區，測得它的磁層在朝陽麵至少延伸59萬千米，其磁尾則延伸約600萬千米。天王星也有與地球類似的輻射帶。
現已知天王星有17顆衛星，其中較大的5顆，天衛一至天衛五，是用望遠鏡發現的，它們是規則衛星。其他12個衛星較小，位於天衛五的內側，是“旅行者2號”於1986年1月發現的。
還要提及的是天王星光環的發現。1977年3月10日，發生了天王星掩食恒星的天象，即從地球上看去，天王星遮掩了它後麵的一顆恒星。在預期應看見掩星現象的澳大利亞、印度和我國，屆時未見這一現象出現，兩星隻是擦邊而過。與此同時，美國用飛機載一架90厘米口徑的望遠鏡，也在12千米的高空沿掩食帶進行跟蹤觀測。高空和地麵的光電測光資料都表明，天王星並未掩星，恒星是被天王星的光環所掩。由此發現了天王星也有光環。由地麵觀測發現天王星有9道光環；1986年1月，“旅行者2號”證實了天王星至少有10道光環。光環的總寬度約為7000千米，環間隙很大，環本身很窄，最寬處有80到90千米，最窄處隻有20千米。天王星光環也是由石塊、塵埃顆粒和冰塊組成的。
最後，有關天王星的發現方式也很引人入勝。威廉·赫謝爾是英國一位年輕業餘天文學家。1781年的一個晚上，當他正忙於用自製的望遠鏡實現他自稱的“宇宙大檢閱”時，天空中一個不熟悉的發光圓盤引起了他的興趣。當其他天文學家測算出這種圓盤的軌道時，應該意識到赫謝爾已經不知不覺地發現了這個新的行星——天王星。他獲得喬治三世的恩俸，放棄了作為音樂家的職業，將他的畢生奉獻給天體的研究工作，並成為第一個說明星星構成銀河的人。
8.悠靜的藍色世界——海王星
海王星離太陽比較遠，星光比較暗弱，視星等隻有7.84，因而在夜空直接用肉眼觀察是看不到的，但可用望遠鏡觀測。海王星距離太陽450430萬千米，其公轉周期是60190.00天，即164.8個地球年；自轉周期是0.67125天。海王星直徑為49492千米，幾乎是地球赤道直徑的4倍。
用望遠鏡觀測海王星，看到它是個淺綠色的圓球狀天體，較高的反射率表明它有濃密的大氣層。在“旅行者2號”探測器發回的照片上，最令人矚目的是海王星表麵的一些亮斑和暗斑，還有一些類似於木星大紅斑的“大黑斑”。大黑斑的謎底至今還沒有揭開。“旅行者2號”探得海王星的磁場與天王星相似，磁軸對於自轉軸約傾斜50度。
海王星的8顆衛星中，兩顆較大的是用地麵望遠鏡發現的，其他都是“旅行者2號”發現的。海衛一的運動很特殊，其公轉方向與海王星自轉方向相反，是逆行衛星。海衛二也不尋常，其軌道偏心率比太陽係所有衛星的都大。這兩顆衛星都是不規則衛星。
“旅行者2號”飛越海王星發回的照片還清楚地展示出，海王星有5道光環，有的較完整，有的殘缺不全。
9.遙遠而神秘的星球——冥王星
冥王星是太陽係九兄弟中個子最小的一個，直徑隻有2320千米，比月球、木衛三、土衛六都小。冥王星也很暗，它的視星等是15.12等。
九大行星中冥王星離太陽最遠，與之相距591352萬千米，繞日公轉一周需要90800天，約相當於248個地球年；自它1930年被發現以來，至今它在繞日旋轉的軌道上才跑了四分之一圈多一點兒。冥王星的自轉周期是6.3872天，其自轉方向與公轉方向相反，由東向西；它也是太陽係家族的一個“逆子”。冥王星軌道偏心率較大，其近日點附近的一段軌道在海王星軌道以內。冥王星於1989年近過日點，在1999年以前，它離太陽的距離比海王星還近。
在1988年6月9日的一次冥王星掩星觀測中，發現冥王星存在著大氣層，它分為兩層，外層透明，內層不透明。冥王星大氣層的發現曾在國際上引起震動，被視為80年代太陽係重大發現之一。
1978年，美國天文學家克裏斯蒂在研究冥王星的照片時發現了冥王星的衛星。1994年，由哈勃空間望遠鏡的觀測結果證實，冥王星確有衛星。冥衛(稱為查龍)的質量約為冥王星的1/10，直徑則為冥王星的一半以上，距冥王星僅1.9萬千米。據此，有人將這兩個天體視為“雙行星”。
冥衛是迄今所知太陽係內大行星中惟一的天然同步衛星，它繞冥王星旋轉的周期與冥王星的自轉周期相同；更有趣的是，冥衛的自轉周期也與之相同。這種“三重同步”現象在太陽係中是獨一無二的。
至今尚未有探測器到達這顆最遙遠的行星，因此冥王星仍是目前謎團最多的行星。
走近恒星
1.遙遠的太陽：人類最崇拜的恒星
太陽是太陽係家族的主宰。處於太陽係的中心，它那強悍的身軀聚集了太陽係99.865%的質量，是太陽係所有行星質量總和的745倍，所以，它有足夠強大的吸引力，帶領它大大小小的兒女們圍著自己不停地旋轉。
光芒四射的太陽是一個熾熱的氣體球，在廣闊的恒星世界中它是一顆中等質量的充滿活力的壯年星。由觀測得知，日地的平均距離為149597870千米。太陽半徑對應地心所張的角度稱為角半徑，由觀測得到太陽的角半徑為16分，由此可計算出太陽的平均半徑為6.96×105千米，是地球赤道半徑的109倍；太陽體積約為地球體積的130萬倍；根據開普勒定律可得出太陽的質量為1.99×1030千克，約為地球質量的33萬倍。太陽是氣體球，所以它的密度比地球小得多，其平均密度為1.409克/厘米3，僅相當於地球密度的四分之一。
太陽表麵不斷向外輻射能量。太陽表麵的平均有效溫度為5770開(0開＝－273.15攝氏度)。
太陽這個熾熱的氣體星球，從中心到邊緣可分為核反應區、輻射區、對流區和太陽大氣層。
太陽的中心核反應區僅占太陽體積的1/64，但是太陽能量的99%是由這裏的熱核反應產生的。由於太陽質量很大，在自引力作用下物質向中心聚集，使這裏成為極高密度(160克/厘米3)、極高溫度(1500萬開)的區域，發生著4個氫原子核聚變成一個氦原子核的熱核反應，從而釋放出巨大的能量。像這樣的熱核反應足可以維持100億年，所以太陽目前正處於風華正茂、活力充沛的中年期。
太陽核心產生的能量先通過輻射區，以輻射形式向外傳播，再經過對流區，以對流形式傳播，最後通過太陽大氣層發射出去。
太陽大氣的化學成分主要是氫(約占78.4%)和氦(占19.8%)；太陽大氣層從內到外可分為光球、色球和日冕三層，它們的物理狀態和性質各不相同。
光球
光球是太陽大氣的底層，厚度約為500千米，太陽的平均有效溫度即指光球表層的溫度。光球以輻射方式傳播能量，我們所看到的太陽的可見光，幾乎全部是由光球發出的。在大氣寧靜度比較好的條件下，用較大的望遠鏡觀測光球，可以看到它的整個表麵有顆粒狀結構，稱為“米粒組織”，較大的稱為“超米粒組織”。光球上亮的區域叫光斑。暗的黑斑叫太陽黑子。太陽黑子是太陽上的氣旋，往往在日麵上成群結隊地出現。黑子群多的時候太陽的活動頻繁，叫做太陽活動期，沒有或很少黑子時叫太陽寧靜期。太陽黑子活動有平均11.2年的周期，地球上的旱澇災害、地震、磁暴等與它有一定關係。
色球
從光球表麵到2000千米高度為色球層，它的溫度比光球高得多，但發出的可見光不及光球的1%，因此我們平時見不到它。在日全食時，當月影剛剛把整個太陽的光球蓋起來的時候，色球層未被遮蓋的部分會呈現出狹窄的圓弧形的紅光。通過色球望遠鏡可以看到太陽色球層有許多“針狀物”，它們高速噴射著火舌、氣流。色球層還時常發生耀斑、譜斑和日珥等劇烈的活動。
2.眾多的恒星，性質各異
銀河係內恒星眾多，性質各異，有些差異是由於恒星離我們遠近不同而造成的，我們在地球上看到太陽比一切恒星都亮得多，因為它離我們最近，為了比較各個恒星的性質，最好把它們放在同一距離處，為此，人們首先研究同屬一個球狀星團的恒星，它們到地球的距離差不多是一樣的，當把各個恒星的顏色作為橫坐標；把各個恒星的視亮度作為縱坐標時，不同恒星可用不同的點來表示，這樣就繪成了一張圖，結果發現，各個恒星在圖上的分布有一定的規律，這種圖稱為赫羅圖，圖中有兩個密集係列，一個從左上到右下，稱為主星序，另一個在右上角，稱為巨星序。
根據恒星演化的理論，主星序亮度由大變小時，恒星質量也由大變小，粗略地說，比太陽亮的恒星，恒星質量每增大一倍，發出的光要增大15倍，由於恒星發光的能量來自氫聚變為氦的熱核反應，因此能源與質量成正比，這樣，質量大一部，壽命就要短1/7，太陽的年齡為50億年，一個很藍的O、B型恒星卻隻能存活幾百萬年，也就是說，它們是在太陽形成之後很久才剛剛誕生的“小娃娃”。
當恒星內的氫全部聚變為氦之後，恒星的內部收縮，並開始更新元素的聚變過程，恒星的外部向外膨脹，變成紅色，這就是巨星序上的紅巨星，它們與藍色的巨星幾乎同樣明亮，同樣顯得似乎很有生氣，其實它們是比太陽更衰老更接近死亡的老年恒星。
對於球狀星團以外的恒星，隻要能夠確定它們的距離或亮度，測出顏色，也同樣可以定出它們在赫羅圖上的位置。
3.恒星家族，一群群地誕生
在第二次世界大戰期間，對銀河係組成的研究取得了重大進展。
在此期間，德國天文學家巴德采用對紅光敏感的底片，詳細地研究了仙女座大星雲的中心區域，並得到了其中恒星的赫羅圖。仙女座大星雲是與銀河係相鄰近並且性質也相似的一個漩渦星係。巴德發現性質不同的恒星，分布在仙女座大星雲的不同部位，星係中心區域的恒星多數是老年的紅巨星，主序星很少，與銀河係中的球狀星團相似，但與太陽附近的恒星卻有明顯的不同。據此，巴德把處在星係不同部位的恒星，分成不同的兩組，並命名為星族Ⅰ和星族Ⅱ。
在銀河係的銀盤內，特別是在旋臂附近，存在著很多非常年輕的大質量恒星，即像參宿七那樣又藍又明亮的巨星，根據恒星演化的理論，它們隻能是不久前剛剛從氣體和塵埃組成的星雲中收縮而成的，有些恒星可能還在繈褓之中，正被濃密的星雲包圍著。巴德把這種與氣體和塵埃緊緊挨在一起，質量很大而年齡很輕的恒星稱為星族Ⅰ。為了與各種中介情況加以區別，現在它們被稱為極端星族Ⅰ。
巴德認為球狀星團中的恒星與在銀核(即銀河係中恒星的分布最為密集之處)內的恒星性質相似，因為兩者的顏色都比較紅，它們當中最明亮的星都是紅巨星，所以說明它們都比較老，並把它們稱為星族Ⅱ。現代的研究表明，巴德的這種分析，把問題過分簡化了。作仔細的光譜分析後可以發現，銀核中的恒星和球狀星團中的恒星有一個重要的差別，那就是兩者的“金屬”含量有明顯的不同。兩個金屬含量差別很大的恒星，盡管它們的質量、亮度和表麵溫度相差不多，它們的光譜仍然明顯不同。在光譜的藍段，太陽型恒星的光譜有很多由重元素碳和鐵等所形成的強吸收線，而貧金屬的恒星，例如HD140283的光譜中除了氫的吸收線以外，別的吸收線很少。質量相同的恒星，貧金屬的恒星因為藍端缺少吸收線，因此平均光譜比較藍，從而年齡相近質量相近的恒星，也會因金屬豐度不同而有顏色的差別。仔細的觀察發現，銀核中的顏色比球狀星團還要更紅一些，表明球狀星團特別是離銀核很遠的球狀星團的金屬豐度最低，甚至隻有太陽的金屬含量的1/100，恒星離銀核越近，金屬豐度越高，這個奇怪的現象對於星係演化的研究有重要的意義。
按照性質(如年齡、化學成分、運動特性、空間分布等)的不同，把銀河係的恒星分成不同星族，這是研究銀河係組成的一個進步。現在，一般把銀河係的天體分為五個星族：暈星族(銀河係中最老的天體，金屬含量最少，僅約0.02%，主要分布在銀暈，銀盤也有)；中介星族Ⅱ(高速星)；盤星族(分布在銀盤和銀核，含金屬成分少)；中介星族Ⅱ(較老的星族，含金屬多，分布在銀盤)；旋臂星族(又叫極端星族Ⅰ，最年輕的恒星，隻有幾百萬年，最亮的是藍熱星，集中分布在銀道麵附近的旋臂中)。
銀河係的恒星總數雖達千億顆，但由於銀係體積龐大，恒星的分布是很稀疏的，而且大部分恒星比較暗淡，發光不強。平均而言，銀盤內每立方光年內有0.0014個太陽質量，發出0.0017個太陽光度，恒星之間的平均距離是7光年(打個比喻，相當於兩個人相距千公裏，或在中國這塊土地上隻有一、二十人)。恒星的聚集方式也很不相同，有單個恒星，有雙星，三重星，星協和星團。在太陽的近鄰中，幾乎一半恒星處於多重星之中，這種成雙成組的現象表明，恒星很可能是一群群而不是一個個誕生的。
銀暈中一部分恒星分布在各球狀星團中，目前已觀測到100多個典型的球狀星團，每個包括一萬到十萬顆恒星，星團的範圍(直徑)約9到30秒差距，球狀星團的赫羅圖表明它可能是很老(指年齡)的結構。
認識銀河
1.銀色的河——一個巨大的恒星係統
我們所看到的銀河，隻是銀河係在天球上的投影。那麼，銀河係是什麼呢?銀河係是一個巨大的恒星係統，它是由大約1400億顆恒星和大量的星際物質組成的龐大的物質體係。我們所在的太陽係本身就是銀河係中的一員，所以我們是看不到銀河係全貌的。但我們可以通過計算，分析銀河係的結構和形狀。第一個做這項工作的是英籍德國天文學家赫歇耳，他計算了若幹天區內的恒星數目，進行統計研究後，於1785年繪製了最早的銀河係結構圖。
今天我們知道的銀河係總體結構大致是這樣的：
銀河係的主體像個鐵餅，叫做“銀盤”，直徑約10萬光年；銀盤的中心平麵叫“銀道麵”；銀盤中間鼓出來一大塊，叫“核球”；核球中間有一個特別密集的區域，它是銀河係的中心，叫“銀心”。銀心直徑大約是5光年，這裏是銀河係中最“秘密”的區域，也是恒星高度密集的區域，它擁有的質量相當於1000萬個太陽質量。
圍繞銀心從銀盤內甩出了4條“旋臂”，我們人類所在的太陽係就處在其中一條旋臂上。
目前，銀河係內已經發現的旋臂有：英仙臂、獵戶臂、人馬臂，還有距銀心較近的所謂3000秒差距臂，太陽就在獵戶臂的內側。通常，旋臂內的物質密度比臂間約高出10倍。在旋臂內恒星約占一半質量，剩下的一半物質是氣體和塵埃。旋臂的典型厚度隻有150秒差距，由於旋臂中多有亮星，照片上的旋渦結構是非常明顯的，因此銀河係和有類似結構的星係都叫做旋渦星係。
銀河係由許多次係組成，各個次係在空間分布、時間運動和物理特性方麵互有區別。銀河係次係可分為三類：第一類是扁平次係，例如O型星次係、B型星次係、經典造父變星次係和銀河星團次係等，它們高度集聚於銀道麵兩旁，形成扁平狀的係統。第二類是球狀次係，如天琴座RR型變星次係、亞矮星次係和球狀星團次係等，它們以銀河係中心為集聚點，形成球狀係統。第三類是中介次係，介於扁平次係與球狀次係之間，如新星次係和白矮星次係等。
銀河係恒星大部分是成群成團的分布，據統計推算，銀河係應有18000個銀河星團和500個球狀星團，由於受觀測技術限製，迄今僅觀測到球狀星團132個，銀河星團1000多個。除了恒星外，銀河係內還存有大量的彌漫物質，即氣體和塵埃。它們除聚成星際雲，高度集中分布於銀道麵附近外，還廣泛散布在星際空間。銀河係的質量為1.4×1011個太陽質量，其中恒星約占90%，氣體和塵埃組成的星際物質約占10%。
太陽係是銀河係的重要成員，是一個“行星係”。它由太陽、9顆行星、數十顆衛星、1000多顆小行星，以及4000多個彗星和流星體、行星際物質構成，在太陽係中，太陽是中心天體，也是一個恒星，位於銀道麵以北約8秒差距處，距銀心約為3萬光年，率太陽係以每秒250公裏速度繞銀心運轉，約2.5億年轉一周。太陽的質量占太陽係總質量的99.8%，其強大的引力牢牢地控製著整個太陽係，使太陽係內的其他天體繞太陽公轉。太陽係的9大行星分為性質不同的三類：類地行星有水星、金星、地球、火星；巨行星有木星和土星；遠日行星有天王星、海王星和冥王星。9大行星都在接近同一平麵的近圓形軌道上，朝同一方向繞太陽公轉，它們具有軌道運動的共麵性、近圓性和同向性。
2.銀河係的中心，肉眼看不見
每顆恒星在太空中的運動都可以分為兩部分：一是橫越我們視線的運動，即“橫向運動”，它可以由恒星的“自行”計算出來；一是朝向或離開我們的運動，稱為“視向運動”。它可以根據光譜的位移確定。對於不同的恒星，這兩種運動的組合情況當然會有所不同。但是，如果你觀測大量的恒星，那就可以認為它們的平均視向運動大致等於其平均的橫向運動。
1913年，丹麥天文學家赫茲普隆研究了某一星團中不同造父變星的光譜，測定了它們的視向運動速度，然後求出其平均值。他又觀測了這個星團中恒星的微小“自行”，並且假定造成這些“自行”的平均橫向速度就等於平均視向速度。那麼就可以計算出星團中的恒星必須離我們多遠才會呈現出如此微小的“平均自行”。