伽利略的发现引起威尼斯大公的注意，他亲自写信表示祝贺，并派人送来了礼物以示奖赏。
伽利略本来想将这四颗发现星球命名为“科西默星”，但是有朋友说，四颗星叫一个名字不好，不如就叫做“美第奇星群”，为四个王子冠名。
伽利略想，这四颗星有了显赫的名字，即使反对者也要再三斟酌，因为攻击这四颗星就是攻击美第奇家族。
在托斯卡纳宫廷还为此召开了会议，他们对伽利略的发现表示肯定，并且同意了四颗星的命名，奖励给伽利略价值400弗罗林金币的金项链，链子下面还系着一枚大公勋章。
1609年，当年的小科西默王子已经长成人，并且于这一年继位了，被称为托斯卡纳大公科西墨二世。
伽利略还记得当年这位小王子对自己说等他继位了，会聘请伽利略来做他的宫廷教授。
现在，科西默果真当上了大公，于是伽利略重回佛罗伦萨的想法被重新唤起了。
对于伽利略来说，生活的重担一直都没能摆脱掉，所以，他的很多选择都必须以能够继续给自己、给家人带来安稳的生活为前提。
现在，是他回到佛罗伦萨的一个好机会。当年在科西默还是王子的时候，伽利略就给他写过一封信。在信中伽利略表示了对王子的敬意。
伽利略说，任何一位统治者都需要几个忠实而又有才干的侍从，而他将是忠实可靠的一名仆人，并因此表示，他宁愿接受王子的使唤而不愿找其他的主人，因为在他看来，王子的态度温和、天性仁慈，使得任何人都愿意为他效命。
伽利略给王子写的信，在现在看来，可能是有些阿谀奉承和卑躬屈膝，其实，在当时的意大利的书信往来中，这只是一种规范和一种习惯，大家都以这种语言来表示对对方的尊重和敬仰，既然是一种习惯、一种约定俗成的东西，当时的人并未感到这是一种低三下四的语气。
于是，伽利略就让托斯卡纳宫廷里的一位大臣给科西默带了一封长信，再次表示了他想到宫廷任职的愿望。
但是，没过多久，就因为与女朋友甘巴闹分手的事情而耽搁了。
这次，伽利略因为发现美第奇星群而扬名整个欧洲，也一下子引起了托斯卡纳宫廷的注意。
1610年，伽利略收到了托斯卡纳宫廷秘书的信，在信中传达了科西默大公的意思，如果伽利略回到佛罗伦萨，他可以有两个工作。一个是比萨大学首建的数学教授，另一个是担任托斯卡纳宫廷哲学及数学顾问。
这两个职位都让伽利略感到高兴，因为比萨大学的职位使他有了足够的面子，18年前他被比萨大学冷冰冰地解了职，如今能风风光光地回去，当然是人生的一大快事。宫廷顾问的职位可以使他薪水不少而自由机动的时间很多，而且他还有权仲裁科学争端。
在这段时间，伽利略一直未中断用望远镜对天空的观测。
伽利略先后发现了土星的两边各有一道美丽的光环，他猜想那光环可能是土星的卫星，因为这光环处于将要闭合时期。但是，伽利略未能作出肯定的判断。
其实，土星的光环并不是土星的卫星，土星的光环确实是存在的，整个结论是在半个世纪之后由荷兰科学家惠更斯通过三次细致的观察和比较后得出的。
克里斯蒂安·惠更斯是荷兰物理学家、天文学家、数学家，他是介于伽利略与牛顿之间的一位重要的物理学先驱，是历史上最著名的物理学家之一。
惠更斯对力学的发展和光学的研究都有杰出的贡献，在数学和天文学方面也有卓越的成就，是近代自然科学的一位重要的开拓者。他建立向心力定律，提出动量守恒原理，并改进了计时器。
惠更斯于1629年4月14日出生于海牙，父亲是大臣和诗人，与笛卡尔等学界名流交往甚密。惠更斯自幼聪慧，13岁时曾自制一台车床，表现出很强的动手能力。
在阿基米德等人的著作及笛卡尔等人的直接影响下，惠更斯致力于力学、光波学、天文学及数学的研究。
惠更斯善于把科学实践和理论研究结合起来，透彻地解决问题，因此在摆钟的发明、天文仪器的设计、弹性体碰撞和光的波动理论等方面都有突出成就。
1663年惠更斯被聘为英国皇家学会第一个外国会员，1666年刚成立的法国皇家科学院选他为院士。
惠更斯在天文学方面有着很大的贡献。他设计制造的光学和天文仪器精巧超群，如磨制了透镜，改进了望远镜，用它发现了土星光环等，并且他还改进了显微镜，惠更斯目镜至今仍然采用，还有“空中望远镜”、展示星空的“行星机器”等。
惠更斯把大量的精力放在了研制和改进光学仪器上。当惠更斯还在荷兰的时候，就曾和他的哥哥一起以前所未有的精度成功地设计和磨制出了望远镜的透镜，进而改良了开普勒的望远镜。
惠更斯利用自己研制的望远镜进行了大量的天文观测。因此，他得到的报酬是解开了一个由来已久的天文学之谜。
伽利略曾通过望远镜观察过土星，他发现了“土星耳朵”，后来又发现了土星的“耳朵”消失了。
伽利略之后的科学家对此问题也进行过研究，但都未得要领。“土星怪现象”成为天文学上的一个谜。
当惠更斯将自己改良的望远镜对准这颗行星时，他发现了在土星的旁边有一个薄而平的圆环，而且它很倾向于地球公转的轨道平面。
伽利略发现的土星的“耳朵”消失了，是由于土星的环有时候看上去呈线状。以后惠更斯又发现了土星的卫星土卫六，并且还观测到了猎户座星云、火星极冠等。
在这期间，伽利略还发现了银河是由无数的小星星组成的光带，而在伽利略之前，人们对于银河一直都是一无所知的。
另外，据后来的一些天文学家考证，伽利略可能在当时还观察到了海王星，但是他把海王星误认做恒星一类的天体而放弃了对它的继续研究。
如今，伽利略的名气已经越来越大了。并且接到佛罗伦萨宫廷的书信后，非常高兴。他的朋友却提出了不同的观点。
其中，伽利略的朋友沙格列陀听说伽利略打算回佛罗伦萨，急急忙忙来找伽利略。
他甚至说伽利略去佛罗伦萨就是走上了一条非常可怕的道路。
他认为，宫廷里有权势的人不会让一个知道真理，并且与亚里士多德理论相违背的人到处自由活动的。
他认为只有在威尼斯才会有言论自由、有公平进步的科技，但是在佛罗伦萨就不一样了，在那里伽利略一定会受到教廷的打击的。
沙格列陀真诚地说道：“亲爱的伽利略，当你用望远镜望向天空的时候，我仿佛看见你就站在熊熊的烈火中，我似乎都已经闻到了烧焦了的人肉味！请你三思而行吧！”
但是，伽利略告诉自己的好朋友沙格列陀，他已经都准备好了，并且已经向帕多瓦大学提出了辞职。只要佛罗伦萨接受我，我就回去。
还有一位朋友也为伽利略的这项决定担心，他专程来到伽利略的家里劝说伽利略。
他告诉伽利略，在科学问题上，伽利略是我们这个时代最伟大的智者，可是在其他许多方面，伽利略却单纯得像个小孩子。
他告诉伽利略，伽利略在帕多瓦享受了18年的自由，那是因为威尼斯的统治者对罗马教皇的权势无所畏惧，而且，他会在伽利略需要的时候挺身而出，为您抗拒加在您头上的“冒犯上帝”的帽子。
伽利略的内心震动了一下，他又想起了烈火中的布鲁诺的结果。但是，伽利略依旧坚持，说道：“那里是我的家乡，而且，我在那儿会有更多的时间进行研究，而不必忙于授课。”
父亲曾经的教诲让伽利略记忆犹新，无论怎么样，都要把自己的荣誉留在佛罗伦萨。况且，科西默大公对他如此信任和厚爱，他应该回去！
伽利略告诉朋友：“在佛罗伦萨，科西默大公会保护我的，他诚挚地希望我能回去。”
朋友极力反对，叫道：“不要说科西默大公，整个托斯卡纳宫廷都是直接受罗马教会控制的。”
伽利略却笑着说道：“我想我可以在必要的时候亲自去罗马解释我的新发现。虽然我在威尼斯的这些年过得很快乐，但是我一直都在想念着我的家乡。”
最终，朋友们的劝阻没有能够挽留住伽利略。
1610年的秋季，伽利略离开了威尼斯，离开了儿子文森佐，回到了佛罗伦萨。
