Ganimedes jest największym księżycem Jowisza i jednocześnie największym ze wszystkich księżyców w Układzie Słonecznym. Wraz z trzema swoimi sąsiadami należy do grupy pierwszych odkrytych księżyców krążących wokół innej planety. Jako jedyny znany satelita generuje własne pole magnetyczne.

Zdjęcie Ganimedesa zrobione w czerwcu 1996 r. przez sondę Galileo. W górnej części obrazka, po prawej rozpościera się ciemny, okrągły Galileo Regio. Na samej górze można spostrzec czapę lodową wokół bieguna północnego. Jasne obszary są młodsze geologicznie. Białe struktury są związane z kraterami uderzeniowymi. Źródło: NASA/JPL.

Ganimedes został odkryty w 1610 r. przez Galileusza, który początkowo sądził, że odkryte razem z Galileuszem księżyce są gwiazdami. Dopiero obserwując ich ruch, po kilku dniach stwierdził, że są to jego satelity. Nazwę otrzymał po jednym z kochanków Zeusa, który był jednocześnie jego sługa i posłańcem. Nadał mu ja Simon Marius żyjący w czasach Galileusza, jednak oficjalnie weszła do użytku dopiero w połowie XX wieku.

Księżyc okrąża Jowisza w ciągu nieco ponad 7 dni po niemal kołowej orbicie o średnim promieniu 1 mln kilometrów. Obiekt pozostaje w rezonansie orbitalnym z Europą (1:2) oraz Io (1:4), przy czym porusza się ruchem synchronicznym, tj. jedna jego półkula jest zwrócona zawsze ku planecie.

Ganimedes ma średnicę 5268 kilometrów, co sprawia, że jest największym ze znanych księżyców Układu Słonecznego. Jest o 420 kilometrów większy niż Merkury, jednak jego masa stanowi tylko 45% masy tej planety, ze względu na niską średnią gęstość wynoszącą 1,94 g/cm3. Wnętrze księżyca ma zróżnicowaną budowę. Małe metaliczne jądro otoczone jest krzemianowym płaszczem, na którym spoczywają warstwy stanowiące mieszaninę skał i lodu. Pod lodową skorupą najprawdopodobniej istnieje głęboki ocean, bądź kilka oceanów oddzielonych warstwami lodu. Obecność metalicznego, płynnego jądra Ganimedesa powoduje, że księżyc generuje swoje własne dipolowe pole magnetyczne, co w dużej mierze chroni go przed oddziaływaniem magnetosfery Jowisza. Jest to jedyny księżyc w Układzie Słonecznym, który wytwarza własną magnetosferę. Ganimedes posiada również śladową atmosferę, złożoną głównie z tlenu cząsteczkowego.

Porównanie rozmiarów Ganimedesa (lewy dolny róg) z Ziemią i Księżycem. Źródło: NASA.

Powierzchnia księżyca odznacza się albedo na poziomie 0,43, co jest głównie zasługą powszechnie występującego na niej lodu wodnego. Podobnie jak na pozostałych księżycach Jowisza krążących wewnątrz jego magnetosfery, przednia półkula Ganimedesa ma jaśniejszy kolor niż tylna. Oprócz lodu wodnego, można na jego powierzchni zaobserwować inne związki, w tym dwutlenek węgla i dwutlenek siarki. Charakterystyczną cechą Genimedesa jest podział jego skorupy na ciemne, stare obszary, mocno usiane kraterami (jednym z nich jest Galileo Regio) oraz na nieco młodsze, jaśniejsze regiony, które odznaczają się strukturami powierzchniowymi związanymi z procesami tektonicznymi (rowy i grzbiety). Kratery uderzeniowe mają w większości zdegradowany kształt, wiele z nich przekracza średnicę 100 kilometrów, przy czym wokół niektórych rozrzucony jest jasny materiał, świadczący o tym, że uderzenie meteorytu wystąpiło stosunkowo niedawno w skali geologicznej. Podobnie jak Mars, Ganimedes posiada czapy lodowe na swoich biegunach.

Zdjęcie na którym starszy obszar, usiany kraterami (po prawej) styka się z młodszym obszarem, na którym dominują równolegle rozchodzące się rowu i grzbiety. Źródło: NASA/JPL.

Eksploracja Ganimedesa prowadzona była dotychczas podczas sześciu misji kosmicznych. Pierwszymi dwiema były sondy Pioneer 10 oraz Pioneer 11, które w latach 1973-74 przesłały pierwsze zdjęcia księżyca. Kolejnymi były sondy Voyager 1 oraz Voyager 2 przelatujące przez system Jowisza w 1979 r. Dzięki nim otrzymano bardziej szczegółowe dane, które pozwoliły na określenie dokładnych parametrów fizycznych księżyca. Prawdziwy przełom w dostepności do wiedzy o Ganimedesie nastąpił wraz z przebiegiem misji Galileo, której sonda orbituje od kilkunastu lat wokół Jowisza. Przeleciała wielokrotnie w bliskiej odległości od księżyca, przesyłając zdjęcia o wysokiej rozdzielczości. W 2007 r. sonda New Horizons odwiedziła Ganimedesa i sąsiednia Europę, w drodze na Plutona, przesyłając kolejna porcję danych. W najbliższej przyszłości możemy się spodziewać kolejnej misji badawczej mającej na celu zbadanie m.in. Ganimedesa. Projekt finansowany przez ESA i nazwany Jupier Icy Moon Explorer (JUICE) dotrze w 2030 r. do Jowisza i przez ponad 3,5 roku będzie badał jego największe lodowe księżyce. Priorytet będą badania Ganimedesa, jednak Europa oraz Kalisto również są na liście zadań badawczych.

Zdjęcie Ganimedesa wykonane w 1973 r. przez sondę Pioneer 10. Źródło: NASA/JPL.

Ciekawostki:

• Ganimedes jest największym obiektem Układu Słonecznego wśród ciał nieposiadających atmosfery.
  
• Do czasu przelotu sond Voyager w pobliżu Ganimedesa, uważano, że jest księżyc ten jest mniejszy od Tytana, największego księżyca Saturna.
  
• Wszystkie utwory powierzchniowe na Ganimedesie (z nielicznymi wyjątkami) otrzymały nazwy po postaciach z mitologii ludów Bliskiego Wschodu.
  
• Ganimedes jest wielokrotnie wspominany w dziełach science fiction, najczęściej spośród wszystkich księżyców Jowisza.

Grzegorz Iwanicki