Ganymedes (též Ganymed nebo z angl. Ganymedestránky USGS věnující se planetární nomenklatuře), též Jupiter III., je největší Jupiterův měsíc a současně i největší měsíc ve Sluneční soustavě (těsně před Titanem). Společně s Io, Europou a Callisto se řadí mezi Galileovy měsíce. Je větší než planeta Merkur, ale má přibližně jen polovičku její hmotnosti. I tak je ale nejhmotnějším měsícem ve Sluneční soustavě a je 2,01 krát hmotnější než pozemský Měsíc. Ganymedes má průměr 5 262 km. Od Jupiteru je vzdálen 1,07 milionu km a jeho doba oběhu okolo planety je 7,15 pozemského dne. Kdyby Ganymedes obíhal kolem Slunce místo okolo Jupitera, byl by považován za planetu. Spolu s dalšími měsíci Europa a Io je Ganymedes v dráhové rezonanci v poměru 1:2:4 a vůči Jupiteru má vázanou rotaci.

Ganymedův povrch je tvořen převážně silikátovými horninami a vodním ledem. Vnitřní stavba je podobně jako u planet plně vyvinuta, ve středu se nachází tekuté jádro s velkým obsahem železa. Předpokládá se, že přibližně 200 km pod povrchem Ganymedu se nachází oceán tvořený slanou tekutou vodou mezi vrstvami ledu. Povrch měsíce je tvořen dvěma rozdílnými typy: tmavými oblastmi, silně posetými impaktními krátery o stáří okolo 4 miliard let, které pokrývají přibližně třetinu měsíce. Druhá část je tvořena mladšími, světlejšími oblastmi, které jsou křížem krážem protkané prasklinami a trhlinami. Na území světlejších oblastí je četnost impaktních kráterů řídká. Vznik těchto světlejších oblastí nebyl zatím přesně geologicky vysvětlen, ale předpokládá se, že je spojen s tektonickými procesy způsobovanými slapovým zahříváním.

Ganymedes je jediný známý měsíc ve sluneční soustavě, u kterého byla zjištěna magnetosféra, pravděpodobně tvořená konvekcí probíhající uvnitř tekutého železného jádra. Slabá magnetosféra měsíce je zcela překryta silným magnetickým polem Jupiteru, se kterým je současně i spojena pomocí otevřených siločar. Ganymedes denně obdrží dávku ionizujícího záření o velikosti okolo 8 Remů. Měsíc má slabou kyslíkovou atmosféru, která je tvořena molekulami O, O2 a pravděpodobně i O3. Atomární vodík je v atmosféře jen menšinová složka. Není známo, zda se v atmosféře nachází i ionosféra.

Ganymedes objevil Galileo Galilei během svého pozorování v roce 1610, ale měsíc pojmenoval jiný astronom Simon Marius dle postavy z řecké mytologie Ganyméda, který byl milencem boha Dia a číšníkem bohů. Jde o jediný měsíc Jupiteru, který je pojmenován podle muže. Kolem měsíce jako první proletěla sonda Pioneer 10, následovaná sondami Voyager, které upřesnily jeho velikost. Následovala mise Galileo, která objevila podzemní oceán a magnetické pole měsíce. Na rok 2020 se plánuje vyslání sondy Europa Jupiter System Mission, která bude mimo jiné zkoumat magnetická pole a podpovrchové oceány Ganymedu a Europy.

Vznik a původ měsíce Ganymed pravděpodobně vznikl v akrečním disku obklopujícím Jupiter krátce po jeho vzniku. Odhaduje se, že akrece Ganymedu trvala okolo 10 000 let, mnohem méně než 100 000 let potřebných pro vznik Callista. Je možné, že mlhovina obklopující Jupiter byla chudá na plyny v době vzniku Galileových měsíců, což by vysvětlovalo delší čas akrece v případě Callisto. Jelikož Ganymed vznikal blíže k Jupiteru, kde byla mlhovina hustší, vysvětlovalo by to kratší dobu jeho vzniku ve srovnání právě s Callisto. Tato relativně rychlá formace způsobila, že teplo vzniklé akrecí nestihlo vyzářit do okolí, ale soustředilo se uvnitř měsíce a přispělo k vnitřní diferenciaci oddělující od sebe horniny a led. Horniny se usadily uprostřed měsíce, což umožnilo vznik jádra. Kvůli tomu je Ganymed odlišný od Callisto, kde akrece probíhala mnohem déle, takže akreční teplo bylo vyzářeno do okolí a nedošlo u něho k roztavení hornin a diferenciaci jednotlivých vrstev. Tato hypotéza je schopná vysvětlit velké rozdíly ve vzhledu dvou měsíců Jupiteru, které oba vznikly poblíž sebe.

Po zformování si Ganymed podržel teplo vzniklé akrecí a diferenciací, které jen pomalu uvolňoval do ledového pláště. Teplo se v plášti šířilo konvekcí. Brzy se do tepelné bilance přidalo teplo vzniklé rozpadem radioaktivních prvků, což zvýšilo teplotu jádra a přispělo k další diferenciaci, během které vzniklo železné a sulfidoželeznaté vnitřní jádro a křemičitý plášť. Ganymed se tak stal diferenciovaným tělesem. Pro srovnání, radioaktivní rozpad a vzniklé teplo uvnitř Callisto způsobilo konvekční proudy v jeho ledové stavbě. Jelikož se pohybovaly chladným prostředím, efektivně chladly, takže nemohlo dojít k tavení ledu v globálním měřítku a tedy k vážnější diferenciaci. Konvektivní pohyby na Callisto vedly jen k tomu, že se led a horniny od sebe oddělily jen místně. V dnešní době přetrvává názor, že Ganymed chladne jen pozvolna. Teplo z jádra a z křemičitého pláště se pomalu uvolňuje a umožňuje existenci podpovrchového oceánu, kdežto pomalé chlazení tekutého Fe-FeS jádra způsobuje konvekci a umožňuje vznik magnetického pole. Odhaduje se, že tepelný tok na Ganymedu je větší, než v případě Callisto.

V lednu 2010 byla představena další teorie vysvětlující rozdíly mezi Callisto a Ganymedem, která je založena na rozdílné četnosti dopadů těles na povrchy měsíců způsobených gravitací Jupiteru. Jelikož je Ganymed blíže k Jupiteru než Callisto, byl častěji vystaven impaktům cizích těles o vyšších rychlostech v období velkého bombardování, což podle teorie mělo způsobit roztavení povrchu Ganymedu do velké hloubky. Takto se do nižších vrstev dostalo teplo, které nemohlo rychle uniknout.

Fyzikální charakteristika vlevo|náhled|Vnitřní stavba Ganymedu

Stavba Průměrná hustota Ganymedu je 1,936 g/cm3, což by odpovídalo zastoupení přibližně stejného dílu hornin a vody, která je z většiny ve formě ledu.

Hmotnostní zlomek ledu je mezi 46 až 50 %, což je nepatrně méně než u Callista. Předpokládá se, že se v ledu budou nacházet i další příměsi jako čpavek. Přesné složení horninového pláště není známo, ale je podobné složení chondritů typu L či LL, které se od chondritů typu H liší především menším zastoupením železa, vyskytujícím se převážně ve formě oxidů a jen v malé míře ve formě železa metalického. Hmotnostní poměr železa vůči křemičitanům je 1,05 až 1,27 v případě Ganymedu, naproti tomu u Slunce je tento poměr 1,8. Albedo Ganymedu dosahuje 43 %. Vodní led se zdá přítomný všude na povrchu s hmotnostním zastoupením 50 až 90 %, což je značně více než je zastoupení ledu v rámci celého tělesa měsíce. V infračervené spektroskopii se ukazuje přítomnost silných absorpčních čar o délce 1,04, 1,25, 1,5, 2,0 a 3,0 mikrometru odpovídající vodnímu ledu. Popraskaný povrch je jasnější a obsahuje více ledu než tmavší oblasti. Analýza snímků ve vysokém rozlišení, v infračerveném spektru pořízených sondou Galileo a za pomoci pozemních pozorování potvrdila přítomnost i jiných sloučenin než vody, a to oxidu uhličitého, oxidu siřičitého a pravděpodobně i dikyanu, kyseliny sírové a množství organických sloučenin. Galileo taktéž objevil síran hořečnatý (MgSO4) a nejspíše i síran sodný (Na2SO4) na povrchu měsíce. Objevené soli by mohly pocházet z podpovrchového oceánu.

Povrch Ganymedu je asymetrický, přivrácená polokoulePřivrácená polokoule je ta, která směřuje ve směru oběhu kolem planety, odvrácená je definována opačně. směrem ke směru oběhu je světlejší než odvrácená, což je stejné jako v případě Europy, ale opačné než u Callista. Předpokládá se, že přivrácená polokoule je obohacena oxidem siřičitým. Oproti tomu rozložení oxidu uhličitého po měsíci se zdá být symetrické, kromě oblastí pólů, kde nebyl pozorován. Impaktní krátery na Ganymedu (vyjma jednoho) neukazují žádné známky obohacení oxidem uhličitým, které je známé z Callista. Pravděpodobně v minulosti došlo k tomu, že Ganymed své zásoby oxidu uhličitého vyčerpal.

náhled|250px|Ostrá hranice odděluje tmavou oblast Nicholson Regio od světlé oblasti Harpagia Sulcus

Zdá se, že Ganymed je zcela diferencovaný. Skládá se z jádra, které obsahuje sulfidy železa a železo, křemičitého pláště a vnějšího ledového pláště. Tento model je podporován nízkou hodnotou bezrozměrnéhoBezrozměrný moment setrvačnosti lze vypočítat jako I/(mr^2), kde I je moment setrvačnosti, m hmotnost a r střední poloměr. Pro homogenní kouli je bezrozměrný moment roven 0,4, avšak čím více hustota roste směrem ke středu tím je hodnota nižší. momentu setrvačnosti — 0,3105 ± 0,0028 —, která byla změřena během přeletů sondy Galileo. Ve skutečnosti má Ganymed nejnižší moment setrvačnosti ze všech pevných těles ve sluneční soustavě. Existence tekutého, na železo bohatého jádra umožňuje vysvětlit existenci vlastního magnetického pole Ganymedu naměřeného sondou Galileo. Konvekce tekutého železa, které je vysoce elektricky vodivé, je nejpřijímanější model vysvětlující vznik magnetického pole. náhled|vlevo|250px|Ganymed Určení přesné tloušťky jednotlivých vrstev uvnitř Ganymedu závisí na poměru minerálů v silikátech (zastoupení olivínu a pyroxenu) a množství síry v jádře. Odhaduje se, že vnitřní jádro má poloměr 700 až 900 kilometrů a 800 až 1000 kilometrů mocný by mohl být vnější ledový plášť, zbytek připadá na silikátový plášť. Hustota jádra se pravděpodobně pohybuje mezi 5,5 až 6 g/cm3, silikátový plášť pak mezi 3,4 až 3,6 g/cm3. Některé modely vysvětlující vznik magnetického pole požadují přítomnost kapalného jádra tvořeného čistým železem na místo železného jádra s vyšším poměrem síry. Poloměr takovéhoto jádra by pak mohl dosahovat až 500 kilometrů. Teplota v jádře Ganymedu je pravděpodobně mezi 1500 až 1700 K a tlak dosahuje přes 10 GPa (gigapascalů, tj. 105 barů).

Povrch Ganymed měl složitou geologickou historii, která vytvořila hory, údolí, krátery a toky lávy. Jeho povrch je pokryt světlými a tmavými oblastmi, které se od sebe pravděpodobně liší stářím. Tmavé oblasti jsou hustě pokryty krátery, což naznačuje, že vznikly velice dávno. Zabírají přibližně třetinu povrchu. Naproti tomu světlé oblasti vykazují nižší četnost impaktních kráterů, ale pro změnu jsou protkány množstvím trhlin a prasklin. Tmavé oblasti nejspíše obsahují jíly a organické materiály, které by mohly napovědět více o tělesech, ze kterých měsíc vznikl v době akrece.

Pro povrchové útvary na Ganymedu jsou vybírána jména vesměs z mytologií kultur úrodného půlměsíce od Egypta po Mezopotámii, přitom krátery mají jména bohů a hrdinů.

Jupiter a jeho měsíce přijmou méně než 1/30 množství slunečního záření přijímaného Zemí, Ganymed navíc v podstatě nemá atmosféru, která by teplo zachycovala. Ganymedův den je téměř 7 pozemských dní dlouhý a stejnou dobu potřebuje k vykonání oběhu okolo Jupitera, což vede k tomu, že se na povrchu pohybují teploty od 70 K do 152 K.

Povrchové útvary

náhled|250px|Mozaika fotografií pořízená sondou Voyager 2 ukazujíc odvrácenou stranu měsíce vzhledem k Jupiteru. Nahoře vpravo leží tmavá prastará oblast Galileo Regio, kterou odděluje Uruk Sulcus od menší tmavé oblasti Marius Regio. Čerstvý led vyvržen z poměrně mladého kráteru Osirir vytváří ve spodní části radiálně se rozbíhající paprsky.