Ganymede (mesiac)

Základná charakteristika

Ganymedes má pomerne nízku hustotu (1,49 g/cm³), čo nie je ani dvojnásobok hustoty vody. Z nízkej hustoty sa odvodila jeho vnútorná stavba, ktorá predpokladá pod povrchom vodu a ľad. So svojou hmotnosťou 1,48.10²³ kg je najhmotnejším mesiacom slnečnej sústavy.

Dráha a rotácia

Mesiac obieha planétu po takmer kruhovej dráhe s excentricitou iba 0,0015 v strednej vzdialenosti 1 070 400 km. To predstavuje takmer 15 priemerov Jupitera. Je to tretí najvzdialenejší Galileov mesiac od planéty, vo väčšej vzdialenosti obieha už len Kallisto. Mesiac je v dráhovej rezonancii s bližšie obiehajúcimi veľkými mesiacmi: s Io a Európou. Jeden obeh mu trvá 7,2 dňa. Okolo svojej osi sa otočí za rovnaký čas, ako obehne okolo Jupitera (viazaná rotácia).
Podobne ako Európa a Io, aj Ganymedes je ovplyvňovaný slapovými silami jupitera, ktoré na ňom vytvárajú výdute v kôre, hoci nie až také výrazné ako na týchto dvoch bližších mesiacoch.

Vznik

Predpokladá sa, že Ganymedes sa sformoval z krúžiaceho disku materiálu okolo Jupitera. Pri veľkom bombardovaní pred 3,8 miliardami rokov mesiac zasiahlo okolo 5200 veľkých impaktorov ktoré spôsobili, že jeho hmota sa dôkladne a do veľkej hĺbky pretavila. Impaktory pritiahla silná gravitácia Jupitera. Ganymedes obieha okolo Jupitera po bližšej dráhe ako jeho dvojča Kallisto, preto ho zasiahlo zhruba dvakrát väčšie množstvo planétok ako Kallisto a tiež vyššou priemernou rýchlosťou. Preto sa tieto dva mesiace od seba v súčasnosti odlišujú vzhľadom i vnútornou stavbou, hoci sa sformovali v rovnakom čase. Pevné horniny klesali do jadra Ganymeda počas pomalého chladnutia mesiaca. Kamenné jadro Ganymeda je tak oveľa väčšie než jadro Kallisto.

Atmosféra

Ganymedes nemá známu atmosféru, ale Hubbleov vesmírny ďalekohľad nedávno odhalil na jeho povrchu ozón. V porovnaní so Zemou ide o malé množstvo ozónu. Je vyrobený tým, ako sú nabité častice zachytávané v magnetickom poli Jupitera a padajú dole na povrch Ganymeda. Zatiaľ čo nabité častice prenikajú ľadovým povrchom, čiastočky vody sú roztrhané, čím vzniká ozón. Tento chemický proces s istou pravdepodobnosťou naznačuje prítomnosť riedkej kyslíkovej atmosféry, podobnej tej, čo bola zistená na Európe.

Povrch

Povrch mesiaca je známy zo snímok kozmických sond, najväčšie útvary, ako napríklad veľkú tmavú oválnu oblasť Galileo Regio možno pozorovať aj zo Zeme. Ako u všetkých telies bez atmosféry, aj povrch Ganymeda vykazuje veľké množstvo kráterov po dopadoch menších telies. Mnoho z nich, pravdepodobne hlavne tie mladšie, majú rozsiahle systémy jasných lúčov z vyvrhnutého ľadového materiálu. Tvar impaktných kráterov ovplyvňuje predovšetkým jeho veľkosť a hrúbka ľadovej kôry. Malé krátery majú tvar čaše. U väčších kráterov vznikajú stredové vrcholky.
Nápadným útvarom na severnej pologuli mesiaca je tmavá oblať Galileo Regio s priemerom asi 3 200 km. Nachádzajú sa na nej svetlejšie škvrny, čo sú impaktné krátery skoro úplne zahladené pohybmi v ľadovej kôre mesiaca. Krátery sú pomenované podľa bohov a hrdinov starovekého Egypta, Babylonu, Mezopotámie a pod.
Kvôli slapovým silám Jupitera je jeho kôra rozbitá na veľké bloky. Okrem impaktných kráterov sú na Ganymeda aj priekopové prepadliny, panvy a ľadové pohoria orámované zlomami. Zistené boli aj horizontálne pohyby veľkých blokov ľadovej kôry. V rôznych smeroch križujú povrch svetlé pruhy. 
Povrchová teplota sa pohybuje od 90 K do 160 K (−183 °C do −113 °C).
Hubblov vesmírny ďalekohľad pozoroval hojdajúcí pohyb dvoch polárnych žiar. Vedci podľa neho dokázali zistiť, že pod Ganymedovou kôrou pôsobí veľké množstvo slanej vody, ktoré ovplyvňuje jeho magnetické pole.

Vnútro

Podobne ako Kallisto, aj Ganymedes je pravdepodobne zložený zo skalnatého jadra s vodným alebo ľadovým plášťom a kôrou z kameňa a ľadu. Jeho nízka hustota (1 940 kg/m³) naznačuje, že jadro zaberá okolo 50 % priemeru mesiaca. Jadro Ganymeda je najpravdepodobnejšie zložené z ľadu a kremičitanov a jeho kôra je pravdepodobne hrubá vrstva zmrznutej vody. U Ganymedu sa navyše predpokladá veľká koncentrácia železa okolo stredu, vnútri kamenného jadra. Vďaka tomu ako má jediný satelit vlastné magnetické pole zrejme generované konvekciou v kovovom jadre. Pred misiou sondy Galileo vedci uvažovali o tom, že vnútro Ganymeda tvorí nediferencovaná zmes skál a ľadu. Meranie gravitačného poľa mesiaca sondou však túto teóriu vyvrátilo.
Okolo pólov boli pozorované polárne žiary.

Pozorovanie

Keď je Jupiter najbližšie k Zemi (v tzv. opozícii), dosahuje Ganymedes svoju najväčšiu jasnosť 4,6 mag. Táto jasnosť je ešte nad hranicou viditeľnosti voľným okom. Keby nebol prežiarený Jupiterom, dokázali by sme ho na oblohe vidieť ako nevýraznú "hviezdičku", kvôli jeho blízkosti k materskej planéte však na jeho pozorovanie musíme použiť aspoň triéder. Je zo všetkých Galileovych mesiacov najjasnejší.

Sondy

Mesiac má pravdepodobne pod svojim ľadovým povrchom slaný oceán, čo je potenciálne miesto pre život. Európska vesmírna agentúra plánuje vyslať sondu na Ganymede, kde by mala prísť v roku 2030 a mala by špeciálne pozorovať Ganymede.