Ganymede
Ganymede adalah satelit alami planet Yupiter dan merupakan satelit alami terbesar di Tata Surya. Ganymede adalah satelit ketujuh di Tata Surya dan satelit Galileo ketiga dari Yupiter. Satelit ini mengitari planetnya selama tujuh hari. Ganymede turut serta dalam resonansi orbit 1:2:4 dengan satelit Europa dan Io. Satelit ini lebih besar diameternya dibanding planet Merkurius, namun massanya hanya sekitar setengahnya.
Satelit ini sebagian besar terdiri dari batu silikat dan es air. Ganymede merupakan benda langit yang berdiferensiasi sepenuhnya dengan inti yang cair, kaya akan besi. Samudra air asin dipercaya ada pada hampir 200 km di bawah permukaan Ganymede, yang diapit lapisan-lapisan es. Permukaannya terdiri dari dua macam bentuk medan permukaan. Daerah gelap, yang penuh akan
kawah tubrukan yang berasal dari hingga 4 miliar tahun yang lalu, menutupi sepertiga permukaan satelit itu. Daerah yang lebih terang, yang dilewati oleh alur-alur dan punggung bukit yang besar dan hanya sedikit lebih tua, menutupi sisanya. Penyebab kacaunya geologi medan permukaan terang itu tidak sepenuhnya diketahui, namun mungkin karena aktivitas tektonik yang ditimbulkan oleh pemanasan pasang-surut.
Ganymede adalah satu-satunya satelit dalam Tata Surya yang diketahui memiliki magnetosfer, yang mungkin timbul karena konveksi dalam inti besi cairnya. Magnetosfer yang kecil itu terkubur oleh medan magnet Yupiter yang jauh lebih besar dan terhubung dengannya lewat garis medan terbuka. Satelit itu mempunyai atmosfer oksigen tipis yang termasuk O, O, dan
mungkin O (ozon). Hidrogen atomik adalah penyusun atmosfer yang sedikit. Apakah satelit itu mempunyai ionosfer yang berkaitan dengan atmosfernya masih belum diketahui.
Orang yang dihargai sebagai penemu Ganymede adalah Galileo Galilei. Ia merupakan astronom pertama yang mengamati satelit ini pada tahun 1610. Nama satelit itu segera diusulkan oleh astronom Simon Marius. Marius mengusulkan Ganymede, pembawa cangkir dewa-dewi Yunani dan kesayangan Zeus. Semenjak misi "Pioneer 10", wahana angkasa telah mampu memeriksa Ganymede dari dekat. Wahana "Voyager"
memperbaiki pengukuran terhadapnya, sedangkan wahana "Galileo" menemukan samudra bawah tanah dan medan magnetnya. Misi baru ke satelit-satelit es Yupiter, Europa Jupiter System Mission (EJSM) diusulkan untuk diluncurkan pada tahun 2020.
Pada tanggal 11 Januari 1610, Galileo Galilei mengamati apa yang dia percaya adalah tiga bintang di dekat Yupiter; esok malamnya dia mengetahui bahwa mereka berpindah tempat. Dia menemukan bintang keempat yang diperkirakan, yang ternyata adalah Ganymede, tanggal 13 Januari. Pada 15 Januari, Galileo menyimpulkan bahwa bintang tersebut sebenarnya adalah benda yang mengorbit Yupiter. Dia
mengklaim hak untuk memberi nama satelit-satelit tersebut; dia memikirkan "Bintang-bintang Kosmian" lalu tiba pada "Bintang-bintang Medicean".
Astronom Perancis Nicolas-Claude Fabri de Peiresc menyarankan nama individual dari keluarga Medici bagi satelit-satelit itu, namun usulannya tidak diperhitungkan. Simon Marius, yang pada mulanya mengklaim telah menemukan satelit Galilean, mencoba menamai satelit-satelit tersebut "Saturnusnya Yupiter", "Yupiternya Yupiter" (yang ini adalah Ganymede), "Venusnya Yupiter", dan "Merkuriusnya Yupiter",
tatanama lain yang tidak mendapat perhatian. Dari saran oleh Johannes Kepler, Marius sekali lagi mencoba memberi nama satelit-satelit itu:
Nama ini dan nama satelit Galilean lain tidak disukai dalam waktu sangat lama, dan tidak digunakan secara umum hingga pertengahan abad ke-20. Pada banyak literatur astronomi yang lebih awal, Ganymede disebut dengan penamaan angka Romawinya (sistem yang diperkenalkan oleh Galileo) seperti atau sebagai "satelit Yupiter yang ketiga". Mengikuti penemuan satelit-satelit Saturnus, sistem penamaan
yang berdasarkan dari Kepler dan Marius digunakan untuk satelit-satelit Yupiter. Ganymede merupakan satu-satunya satelit Galilean Yupiter yang dinamai dari tokoh laki-laki.
Ganymede mengorbit Yupiter pada jarak 1 070 400 km, yang ketiga di antara satelit Galilean, dan melengkapi revolusinya setiap tujuh hari tiga jam. Seperti kebanyakan satelit yang dikenal, Ganymede terkunci pasang-surut, dengan satu permukaan yang selalu mengarah ke planetnya. Orbitnya sangat sedikit eksentrik dan mencondong ke ekuator Yupiter, dengan eksentrisitas dan inklinasi
yang berubah secara quasiperiodik yang ditimbulkan oleh usikan gravitasi matahari dan planet dalam skala waktu berabad-abad. Kisaran perubahannya masing-masing dari 0.0009-0.0022 dan 0.05-0.32°. Variasi orbit ini menyebabkan kemiringan sumbu (sudut antara sumbu rotasi dan sumbu orbit) bervariasi antara 0 dan 0.33°. Ganymede berparstisipasi dalam resonansi orbit dengan Europa dan Io: untuk
setiap orbit Ganymede, Europa mengorbit dua kali dan Io mengorbit empat kali. Konjungsi superior antara Io dan Europa selalu terjadi bila Io berada pada periapsis dan Europa pada apoapsis. Konjungsi superior antara Europa dan Ganymede terjadi jika Europa berada pada periapsis. Garis bujur dari konjungsi Io-Europa dan Europa-Ganymede berubah dengan rerata yang sama, memungkinkan terjadinya konjungsi tripel. Resonansi yang rumit itu disebut resonansi Laplace.
Resonansi Laplace yang ada saat ini tidak mampu menaikkan eksentrisitas orbit Ganymede kepada nilai yang lebih tinggi. Nilainya sekitar 0.0013 mungkin merupakan sisa dari masa sebelumnya, saat penaikan nilai seperti itu memungkinkan. Eksentrisitas orbit Ganymede agak membingungkan; jika ia tidak dinaikkan sekarang ia sudah hancur sejak
lama karena disipasi pasang-surut di bagian dalam Ganymede. Ini berarti bahwa episode terakhir dari naiknya eksentrisitas terjadi hanya dalam beberapa ratus juta tahun yang lalu. Karena eksentrisitas Ganymede relatif rendah-rata-rata 0.0015-pemanasan pasang-surut dari satelit ini sekarang dapat diabaikan. Akan tetapi, dahulu mungkin Ganymede melalui
satu atau lebih resonansi mirip-Laplace yang mampu menaikkan eksentrisitas orbitnya menjadi nilai setinggi 0.01-0.02. Hal ini mungkin menyebabkan pemanasan yang penting di bagian dalam Ganymede; pembentukan dari permukaan berlekuk-lekuk mungkin merupakan hasil dari satu atau lebih episode pemanasan.
Asal-mula resonansi Laplace antara Io, Europa, dan Ganymede tidak diketahui. Ada dua hipotesis: bahwa ia adalah primordial dan telah ada dari permulaan Tata Surya; atau bahwa ia terbentuk setelah terbentuknya Tata Surya. Rentetan peristiwa yang mungkin adalah sebagai berikut: Io menaikkan pasang pada Yupiter, menyebabkan orbitnya mengembang hingga sampai pada
resonansi 2:1 dengan Europa; setelah itu ekspansi berlanjut, tetapi sebagian momentum sudutnya dipindahkan ke Europa karena resonansi itu menyebabkan orbitnya juga mengembang; proses itu berlanjut hingga Europa sampai pada resonansi 2:1 dengan Ganymede. Akhirnya rerata pergeseran konjungsi antara ketiga satelit itu tersinkronisasi dan terkunci dalam resonansi Laplace.
Kerapatan rata-rata Ganymede yang besarnya 1.936 g/cm menunjukkan komposisi materi bebatuan dan air yang hampir sama, dan air sebagian besar berwujud es. Fraksi massa esnya adalah antara 46-50%, sedikit lebih rendah daripada yang ada di Callisto. Sejumlah es "volatile" tambahan seperti amonia mungkin juga ada. Komposisi pasti dari bebatuan di Ganymede
tidak diketahui, tetapi mungkin dekat pada komposisi kondrit biasa bertipe L/LL, yang bercirikan lebih sedikitnya besi total, lebih sedikit besi metalik dan lebih banyak besi oksida daripada kondrit H. Rasio berat besi dengan silikon adalah 1.05-1.27 pada Ganymede, sementara itu rasio Matahari sekitar 1.8.
Permukaan Ganymede memiliki albedo sekitar 43%. Es air tampaknya ada dimana saja di permukaannya, dengan fraksi massa 50-90%, jauh lebih banyak daripada di Ganymede secara keseluruhan. Spektroskopi inframerah dekat mengungkapkan adanya pita serapan es air yang kuat pada panjang gelombang 1.04; 1.25; 1.5; 2.0 dan 3.0 m. Permukaan berlekuk-lekuk lebih terang dan lebih banyak