Johannes Kepler fremsatte i 1609 de fysiske love, der gælder for bevægelser i Solsystemet. Hans opdagelse af lovmæssighederne byggede på observationer af bl.a. Tycho Brahe, der var hans lærer.

Lovene er specielle udgaver af teorien om massetiltrækning. De gælder for systemer med to legemer. I den moderne udgave lyder lovene:

(se figur 1)

Solen er i det ene brændpunkt. a kaldes den halve storakse og b kaldes den halve lilleakse.

 

(se figur 2)

Arealerne Sol-A-B og Sol-C-D er lige store, når tAB=tCD. tAB er den tid, det tager at komme fra A til B. TIlsvarende er tCD den tid, det tager at komme fra C til D. 
Jo tættere planeten er på stjernen, jo hurtigere bevæger den sig og omvendt. Arealet som den overstryger i den samme tidsperiode er ens. Dette skyldes, at stjernen tiltrækker planeten pga. dens masse (Newtons gravitations lov)

 

Keplers 3. lov kan skrives som

           T^2  =  konstant*a^3

Man kan vise, at konstanten er

(se figur 3)

hvor G er gravitationskonstanten og M er den store masse og m den lille af de to i systemet.

I Solsystemet betyder denne lov, at jo mindre banen er, jo kortere er omløbstiden. Det passer jo fint med observationerne, for Merkur, den nærmeste planet, har en omløbstid på ca 88 dage, Jorden på et år, og Pluto, den fjerneste planet, på 248,6 år.

Læg mærke til, at konstanten faktisk ikke er en rigtig konstant, men afhænger af de masser, der indgår. I praksis har det ikke betydning for beregning af planeternes omløbstider mm, da planeternes masser er forsvindende i forhold til Solens.

Efter nærbilleder fra Rumsonden Galileo er der opstået en teori om et dybt hav under den isdækkede overfalde, hvilket har åbnet op for spekulationer om muligheden for liv på månen. Som det ses i jordens dybeste have, er det muligt at finde liv nær varme og mineralholdige kilder. Dette fænomen kunne tænkes at gøre sig gældende på Jupiters måne, Europa, da det kunne tænkes at der på bunden af det teoretisk dybe hav findes varme kilder, som kan levere næringsstoffer til organismerne. På grund af Europas placering i Jupiters kraftige strålingsbælter, er mulighederne for forskning på planetens overflade begrænset. 

I slutningen af september 2016 gjorde NASA afgørende observationer for sandsynligheden for liv på Jupiters måne Europa. Ved analyse af billeder, taget af rumteleskopet Hubble, ses det hvordan, flydende vand fra det teoretiske dybe hav finder op gennem revner i månes isdække og sender et højt springvand af vanddamp op i ca. 200km højde. Opdagelsen af ’springvandene’ har åbnet op for nye muligheder i jagten på liv. Da vandet trænger op gennem isen, kan rumsonder opfange dampen og analysere dette for tilstedeværelse af organiske forbindelser, som kan være et spor på liv. 

Europas isdække er fyldt med sprækker og brudflader, hvor ny is er blevet dannet. Det har længde været et spørgsmål, hvad der bliver af den ’gamle’ is, eftersom månen ikke udvider sig, men nu er det blevet konkluderet af forskere, at Europa har pladetektonisk aktivitet, lignende de geologiske forhold der findes på Jorden. I Europas tilfælde skubbes isplader ned i undergrunden, hvor det smelter sammen med det varmere islag. Ved nærmere forskning opdagede man, at månens overflade svarede til de overskydningszoner der findes på Jorden, hvor oceanpladen møder kontinentalpladen og presses ned under kontinentet. Dette sker på Europa, blot med is, som danner isvulkaner, der opstår idet der presses smeltevand op til overfladen.