Dia được phát hiện bởi một nhóm các nhà thiên văn học tại Đại học Hawaii được phụ trách bởi Scott S. Sheppard vào năm 2000 trong quá trình quan sát kéo dài 26 ngày.[7][8]

Sau cuộc quan sát đó thì họ không còn thực hiện thêm lần nào nữa, và Dia đã không được quan sát hơn một thập kỉ sau năm 2000. Sự biến mất này khiến các nhà khoa học nghi ngờ rằng vệ tinh đã mất tích.[9] Một giả thuyết cho rằng nó đã va chạm với Himalia, tạo ra một vòng mỏng xung quanh Sao Mộc.[10] Tuy nhiên, nó cuối cùng cũng được phát hiện lại trong các cuộc quan sát được tiến hành vào năm 2010 và 2011.[6]