Une température de – 113 °C est enregistrée par Voyager 1 dans l'atmosphère de Jupiter, au niveau défini par des pressions comprises entre 5 et 10 millibars. L'engin, d'autre part, mesure le rapport d'abondance des deux principaux constituants de cette atmosphère, l'hydrogène et l'hélium : avec un pourcentage d'hydrogène neuf fois supérieur au pourcentage d'hélium, c'est une composition très proche de celle qu'on attribue à la nébuleuse solaire primitive. On note aussi la détection, dans la haute atmosphère, d'éclairs d'orages et, au-dessus des régions polaires, d'émissions aurorales.

Anneaux

Au palmarès des Voyager s'inscrit encore la découverte d'un mince anneau de matière autour de Jupiter. Révélé le 4 mars par la caméra à haute résolution de Voyager 1, cet anneau est à nouveau observé le 8 et le 10 juillet par Voyager 2 qui l'étudié plus en détail, son existence ayant été confirmée dans l'intervalle par des observations effectuées depuis la Terre.

Cette découverte, après celle des anneaux d'Uranus en 1977 (Journal de l'année 1977-78), semble montrer que l'existence d'anneaux autour des planètes géantes est générale ; on peut se demander si Neptune est entouré, lui aussi, d'une couronne de particules.

C'est toutefois l'observation des principaux satellites de Jupiter (Io, Europe, Ganymède et Callisto) qui fournit les résultats les plus spectaculaires. Voyager 2 survole à son tour Callisto à 212 500 km d'altitude, le 8 juillet, puis Ganymède à 59 500 km, Europe à 204 000 km et Io à 1 128 000 km le 9.

Pour la première fois, les quatre satellites que découvrit Galilée en 1610 (et qualifiés pour cette raison de galiléens) sont photographiés avec une grande richesse de détails, la résolution des clichés variant entre 0,5 km et 10 km environ selon la distance de survol. Leur visage se révèle très différent. Les spécialistes s'empressent d'analyser leurs particularités respectives pour tenter de retracer leur évolution. Nés vraisemblablement de la même pâte, ces satellites constituent, avec Jupiter lui-même, une véritable réplique en miniature du système solaire, dont l'étude peut favoriser la compréhension de l'histoire des planètes.

Volcanisme

Voyager 1 recueille des images particulièrement saisissantes de la surface de Io. Celle-ci apparaît entièrement façonnée par un volcanisme très actif. Environ 200 caldeiras de plus de 20 km de diamètre y sont repérées (alors qu'on en dénombre une quinzaine seulement sur la Terre, au diamètre pourtant plus de trois fois supérieur), dont certaines entourées de coulées de laves. La découverte la plus spectaculaire est celle de volcans en éruption, d'où s'échappent des panaches de matière (anhydride sulfureux notamment) à des altitudes atteignant jusqu'à 280 km, ce qui implique une vitesse d'éjection de l'ordre de 1 000 m/s.

Ce volcanisme doit évoluer très rapidement, puisque l'un des huit volcans actifs photographiés par Voyager 1 paraît au repos cinq mois plus tard, lors du passage de Voyager 2. Entretenue peut-être par des marées internes provoquées par l'action gravifique conjuguée de Jupiter, Europe et Ganymède, l'activité volcanique conduit à un renouvellement très rapide de la surface, dont l'âge est estimé inférieur à 1 million d'années compte tenu de l'absence de cratères d'impact d'un diamètre supérieur à 1 km. Elle explique aussi, par les dépôts de soufre et de composés sulfurés qu'elle provoque, l'étonnante palette de teintes du sol, coloré de rouge, de jaune et de marron, avec des taches blanches et noires.

Glace

Europe, uniformément recouvert de glace, est dépourvu de tout relief. Un important réseau de fractures pourrait être l'indice d'une certaine activité tectonique. Constituée de glace et de roches, la surface de Ganymède se distingue au contraire par la présence de nombreux cratères d'impact, dont la densité et l'aspect varient dans d'importantes proportions suivant les régions, comme si l'astre avait connu une histoire complexe.

Callisto, de composition voisine de celle de Ganymède, offre une surface criblée de cratères d'impact, ce qui témoigne de son ancienneté (de l'ordre de 4 milliards d'années). La formation la plus remarquable est une vaste structure circulaire entourée de rides concentriques : les spécialistes y voient une zone où l'impact d'une énorme météorite fit jadis fondre la croûte de glace et engendra, dans le lac ainsi formé, une série de vagues, qui se figèrent lors de la reconversion de l'eau en glace.