대기 하부 물질들을 들어올림으로서 구름 아래의 물질들을 관찰할 수 있기를 바랬다. 분광기를 통해 흡수선을 분석한 결과, 목성의 대기에는 황(S2)과 이황화 탄소(CS2)가 포함되어 있음이 최초로 밝혀졌는데, 특히 S2가 발견되었던 천체는 목성 이전에 단 한 개밖에 없었다. 또한 암모니아(NH3) 및 황화 수소(H2S)도 감지되었다. 목성에서 발견된 황의 양은 작은 혜성 핵에서 나올 만한 양보다 훨씬 컸고, 이는 목성 자체에 이러한 물질이 원래부터 존재했음을 말한다. 천문학자들에게는 놀랍게도, 이산화 황 등 산소 관련 분자는 발견되지 않았다.[22]

위에 설명한 분자들 이외에도, 철, 마그네슘, 규소 등 무거운 원자들 또한 감지되었고, 이는 혜성이 아니라 목성에서 나왔다고 거의 확실시된다. 또한 분광기를 통해 어느 정도의 물도 발견되었지만, 예측값만큼은 아니었고, 이는 구름 밑의 물 층이 예상보다 더 얇거나, 혜성이 충분히 대기권 속으로 깊숙히 들어가지 않았음을 나타낸다.[23]

파동
기존에 예측되었듯, 혜성 충돌로 인해 속도 450 m/s의 파동이 목성 전체로 퍼져나갔고, 가장 큰 조각이 떨어질 때는 2시간 넘게 관찰되기도 했다. 이 파동은 도파관 역할을 하는 안정된 층에서 퍼져나간다고 추측되며, 몇몇 과학자들은 이 층이 대류권에 존재하는 이론상의 물 구름이라고 생각한다. 하지만 다른 자료에서는 혜성이 대류권 물 층까지 도달하지는 못한 것으로 나타나며, 파동은 성층권 내에서 퍼져나간 것으로 보인다.[24]

기타 관측

갈릴레오 탐사선이 7초 간격으로 촬영한 사진으로, 조각 W의 화구가 찍혀 있다.
전파 관측을 통해, 21 cm 대역에서 일반적인 흑체복사량의 120% 정도 되는 전파가 충돌 직후 방출되었음이 밝혀졌으며, 이 전파는 충돌로 인해 전자들이 방출되어 목성의 자기권 속으로 들어가 싱크로트론복사가 일어나서 방출된 것이라고 추측된다.[25]

조각 K가 목성과 충돌한 후 1시간이 지났을 무렵, 충돌 지역 근처와 그 대척점에서 오로라가 관측되었다. 이 오로라의 발생 원인은 충돌 지역의 지질 상태와 목성 자기권의 구조를 상세히 알지 못하기 때문에 정확히는 모르지만, 충돌로 인해 발생한 충격파가 입자들을 가속시켜 태양풍과 비슷하게 대기 입자들과 충돌하여 오로라를 발생시켰을 것이라고 추정된다.[26]

몇몇 과학자들은 충돌로 인해 이오 토러스에 영향이 갔을 것이라고 주장하였으나, 이후 고감도 분광기를 사용한 결과 충돌 직후 이오 토러스의 이온 밀도, 공전 속도, 온도의 변화량은 정상이었다.[27]