Просмотр кода страницы Ганимед (спутник)

{{другие значения|Ганимед (значения)}}
{{Карточка планеты
 |маленькая карточка            = 
 |тип                           = спутник
 |фон                           = #a0ffa0
 |название                      = Ганимед
 |символ                        = 
 |изображение                   = Ganymede - Perijove 34 Composite.png
 |ширина                        = 
 |подпись                       = Изображение Ганимеда, снятое [[JunoCam]] КА «[[Юнона (космический аппарат)|Юнона]]». Светлые поверхности, следы недавних ударных столкновений, изборождённая поверхность и белая северная полярная шапка (в верхнем правом углу изображения) богаты водяным льдом
 |изображение2                  = 
 |ширина2                       = 
 |подпись2                      = 
 |другие названия               = Юпитер III
 |открытие-ref                  = 
 |первооткрыватель              = [[Галилей, Галилео|Галилео Галилей]]
 |место открытия                = 
 |дата открытия-ref             = [[7 января]] [[1610 год]]а<ref name="SidereusNuncius"/><ref name="Wright"/><ref name="NASA"/>
 |способ открытия               = 
 |орбита-ref                    = 
 |эпоха                         = 
 |перигелий                     = 
 |апсида                        = иовий
 |периапсида                    = 1&nbsp;069&nbsp;200&nbsp;км<ref group="комм.">Перииовий находят по большой полуоси {{mvar|а}} и эксцентриситету {{mvar|е}}: <math>a(1 - e).</math></ref>
 |апоапсида                     = 1&nbsp;071&nbsp;600&nbsp;км<ref group="комм.">Апоиовий находят по большой полуоси {{mvar|а}} и эксцентриситету {{mvar|е}}: <math>a(1 + e).</math></ref>
 |афелий                        = 
 |большая полуось               = 1&nbsp;070&nbsp;400&nbsp;км<ref name="orbit"/>
 |радиус орбиты                 = 
 |эксцентриситет                = 0,0013<ref name="orbit"/>
 |сидерический период           = 7,15455296&nbsp;[[день|д]]<ref name="orbit"/>
 |синодический период           = 
 |орбитальная скорость          = 10,880&nbsp;км/с
 |аномалия                      = 
 |наклонение                    = 0,20° (к экватору Юпитера)<ref name="orbit"/>
 |угловое перемещение           = 
 |долгота восходящего узла      = 
 |долгота периастра             = 
 |время периастра               = 
 |аргумент перицентра           = 
 |половинная амплитуда          = 
 |чей спутник                   = Юпитера
 |спутники                      = 
 |физические характеристики-ref = 
 |размеры                       = 
 |приплюснутость                = 
 |экваториальный радиус         = 
 |полярный радиус               = 
 |средний радиус                = {{nowrap|2634,1 ± 0,3 км}} (0,413&nbsp;земного)<ref name="Showman1999"/>
 |окружность большого круга     = 
 |площадь поверхности           = 87,0&nbsp;миллионов&nbsp;км² (0,171&nbsp;земной) <ref group="комм.">Площадь поверхности рассчитана по формуле <math>4\pi r^2.</math></ref>
 |объём                         = 7,6{{Esp|10}}&nbsp;км<sup>3</sup> (0,0704&nbsp;земного)<ref group="комм.">Объём рассчитан по формуле <math>4\pi r^3/3.</math></ref>
 |масса                         = {{nowrap|1,4819{{Esp|23}} [[килограмм|кг]]}} (0,025&nbsp;земной)<ref name="Showman1999"/>
 |плотность                     = 1,936&nbsp;[[Грамм|г]]/см<sup>3</sup><ref name="Showman1999"/>
 |ускорение свободного падения  = 1,428&nbsp;[[Ускорение|м/с<sup>2</sup>]] (0,146&nbsp;''[[Перегрузка (техника)|{{math|''g''}}]]'')<ref group="комм.">Ускорение свободного падения вычисляется по массе {{mvar|m}}, [[Гравитационная постоянная|гравитационной постоянной]] {{mvar|G}} и радиусу ({{mvar|r}}): <math>Gm/r^2.</math></ref>
 |первая космическая скорость   = 
 |вторая космическая скорость   = 2,741&nbsp;км/с<ref group="комм.">Вторая космическая скорость вычисляется по массе {{mvar|m}}, [[Гравитационная постоянная|гравитационной постоянной]] {{mvar|G}} и радиусу {{mvar|r}}: <math>\sqrt{2Gm/r}.</math></ref>
 |скорость вращения             = 
 |период вращения               = [[Синхронный спутник|синхронизирован]] (повёрнут к Юпитеру одной стороной)
 |наклон оси                    = 0—0,33°<ref name="Bills2005"/>
 |прямое восхождение            = 
 |склонение                     = 
 |полярная небесная широта      = 
 |полярная небесная долгота     = 
 |альбедо                       = {{nowrap|0,43 ± 0,02}}<ref name="jplfact"/>
 |спектральный класс            = 
 |видимая звёздная величина     = 4,61 (в [[Противостояние планеты|противостоянии]])<ref name="jplfact"/><br>4,38 (в 1951)<ref name="horizons"/>
 |абсолютная звёздная величина  = 
 |угловой диаметр               = 
 |температура на поверхности    = 
 |температура 1 имя             = поверхностная ([[Кельвин|K]])
 |температура 1 минимум         = 70 K<br>-203&nbsp;[[Градус Цельсия|°C]]<ref name="Delitsky1998"/>
 |температура 1 средняя         = 110 K<br>-163&nbsp;°C<ref name="Delitsky1998"/>
 |температура 1 максимум        = 152 K<br>-121&nbsp;°C<ref name="Orton1996"/>
 |температура 2 имя             = 
 |температура 2 минимум         = 
 |температура 2 средняя         = 
 |температура 2 максимум        = 
 |атмосфера-ref                 = 
 |атмосферное давление          = следовое
 |шкала высоты                  = 
 |состав атмосферы              = [[кислород]]<ref name="Hall1998"/>
}}

'''Ганиме́д''' ({{lang-grc|Γανυμήδης}}) — один из [[Галилеевы спутники|галилеевых спутников]] [[Юпитер]]а, седьмой по расстоянию от него среди всех его спутников<ref name="Planetary Society">{{cite web|url=https://www.planetary.org/explore/topics/our_solar_system/jupiter/moons.html|url-status=dead|title=Jupiter's Moons|website = The Planetary Society|accessdate=2007-12-07|archiveurl=https://www.webcitation.org/65CgmfqwH?url=https://www.planetary.org/explore/topics/our_solar_system/jupiter/moons.html|archivedate=2012-02-04}}</ref> и крупнейший спутник в [[Солнечная система|Солнечной системе]]. Его диаметр равен 5268 километрам, что на 2 % больше, чем у [[Титан (спутник)|Титана]] (второго по величине спутника в Солнечной системе) и на 8 % больше, чем у [[Меркурий|Меркурия]]. При этом масса Ганимеда составляет всего 45 % массы Меркурия, но среди спутников планет она рекордно велика. [[Луна|Луну]] Ганимед превышает по массе в 2,02 раза<ref>{{cite web|publisher=www2.jpl.nasa.gov|title=Ganymede Fact Sheet|date=|url=https://www2.jpl.nasa.gov/galileo/ganymede/|accessdate=2010-01-14|archiveurl=https://www.webcitation.org/65Cgn8Ql1?url=https://solarsystem.nasa.gov/galileo/|archivedate=2012-02-04}}</ref><ref name="nineplanets.org-Ganymede">{{cite web|publisher=nineplanets.org|title=Ganymede|date=1997-10-31|url=http://www.nineplanets.org/ganymede.html|accessdate=2008-02-27|archiveurl=https://www.webcitation.org/65CgnurcG?url=http://nineplanets.org/ganymede.html|archivedate=2012-02-04}}</ref>. Совершая оборот вокруг Юпитера примерно за семь дней, Ганимед участвует в [[Орбитальный резонанс|орбитальном резонансе]] 1:2:4 с двумя другими [[Спутники Юпитера|его спутниками]] — [[Европа (спутник)|Европой]] и [[Ио (спутник)|Ио]].

Ганимед состоит из примерно равного количества [[Силикаты (минералы)|силикатных]] пород и [[Лёд|водяного льда]]. Это полностью [[Гравитационная дифференциация|дифференцированное]] тело с жидким ядром, богатым [[железо]]м. Предположительно, в его недрах на глубине около 200 км между слоями льда есть океан жидкой [[Вода|воды]]<ref name="JPLDec">{{cite web|url=https://www.jpl.nasa.gov/releases/2000/aguganymederoundup.html|title=Solar System's largest moon likely has a hidden ocean|accessdate=2008-01-11|date=2000-12-16|website = Jet Propulsion Laboratory|publisher=NASA|archiveurl=https://www.webcitation.org/65CgoVa4T?url=https://www.jpl.nasa.gov/releases/2000/aguganymederoundup.html|archivedate=2012-02-04}}</ref>. На поверхности Ганимеда наблюдаются два типа ландшафта. Треть поверхности спутника занимают тёмные области, испещрённые [[Список кратеров Ганимеда|ударными кратерами]]. Их возраст доходит до четырёх миллиардов лет. Остальную площадь занимают более молодые светлые области, покрытые бороздами и хребтами. Причины сложной геологии светлых областей до конца не ясны. Вероятно, она связана с [[Тектоническая активность|тектонической активностью]], вызванной приливным нагревом<ref name="Showman1999">{{Статья|заглавие=The Galilean Satellites|год=1999|издание=Science|том=286|номер=5437|страницы=77—84|doi=10.1126/science.286.5437.77|ссылка=https://www.lpl.arizona.edu/~showman/publications/showman-malhotra-1999.pdf|pmid=10506564|автор=Showman, Adam P.|язык=en|archivedate=2020-10-01|archiveurl=https://web.archive.org/web/20201001082347/http://www.lpl.arizona.edu/~showman/publications/showman-malhotra-1999.pdf}}</ref>.

Ганимед — единственный спутник в Солнечной системе, обладающий собственной [[Магнитосфера|магнитосферой]]. Скорее всего, её создаёт [[конвекция]] в жидком ядре, богатом железом<ref name="Kivelson2002">{{Статья|заглавие=The Permanent and Inductive Magnetic Moments of Ganymede|издание=[[Icarus (журнал)|Icarus]]|год=2002|том=157|номер=2|страницы=507—522|doi=10.1006/icar.2002.6834|ссылка=http://www.igpp.ucla.edu/people/mkivelson/Publications/ICRUS1572507.pdf|bibcode=2002Icar..157..507K|автор=Kivelson, M.G.|язык=en|издательство=[[Elsevier]]|archivedate=2009-03-27|archiveurl=https://web.archive.org/web/20090327050816/http://www.igpp.ucla.edu/people/mkivelson/Publications/ICRUS1572507.pdf}}</ref>. Небольшая магнитосфера Ганимеда заключена в пределах намного большей [[Магнитосфера Юпитера|магнитосферы Юпитера]] и лишь немного деформирует её силовые линии. У спутника есть тонкая атмосфера, в состав которой входят такие [[Аллотропия|аллотропные модификации]] [[кислород]]а, как O (атомарный кислород), O<sub>2</sub> (кислород) и, возможно, O<sub>3</sub> ([[озон]])<ref name="Hall1998">{{Статья|заглавие=The Far-Ultraviolet Oxygen Airglow of Europa and Ganymede|издание=[[The Astrophysical Journal]]|год=1998|том=499|номер=1|страницы=475—481|doi=10.1086/305604|bibcode=1998ApJ...499..475H|автор=Hall, D.T.|язык=en|издательство=[[IOP Publishing]]}}</ref>. Количество [[Атомарный водород|атомарного водорода]] (H) в атмосфере незначительно. Есть ли у Ганимеда [[ионосфера]], неясно<ref name="Eviatar2001">{{Статья|заглавие=The ionosphere of Ganymede|издание=Planet. Space Sci.|год=2001|том=49|номер=3—4|страницы=327—336|doi=10.1016/S0032-0633(00)00154-9|ссылка=https://www.tau.ac.il/~arkee/ganymop.ps|bibcode=2001P&SS...49..327E|автор=Eviatar, Aharon|язык=en|archivedate=2019-06-10|archiveurl=https://web.archive.org/web/20190610012717/https://www.tau.ac.il/~arkee/ganymop.ps}}</ref>.

Ганимед открыл [[Галилей, Галилео|Галилео Галилей]], который увидел его 7 января 1610 года<ref name="SidereusNuncius">{{книга |автор=Galilei G. |год=2004 (ориг. 1610) |заглавие=Sidereus Nuncius (translated by Edward Carlos and edited by Peter Barker) |издательство=Byzantium Press |ссылка=http://homepages.wmich.edu/~mcgrew/Siderius.pdf |archivedate=2014-03-28 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20140328223918/http://homepages.wmich.edu/~mcgrew/Siderius.pdf }}</ref><ref name="Wright">{{cite web|last=Wright|first=Ernie|url=http://home.comcast.net/~erniew/astro/sidnunj1.html|url-status=dead|title=Galileo's First Observations of Jupiter|publisher=University of Oklahoma History of Science|accessdate=2010-01-13|archiveurl=https://www.webcitation.org/65Cgox4II?url=http://home.comcast.net/~erniew/astro/sidnunj1.html|archivedate=2012-02-04}}</ref><ref name="NASA">{{cite web|url=https://solarsystem.nasa.gov/planets/profile.cfm?Object=Jup_Ganymede|url-status=dead|title=NASA: Ganymede|publisher=Solarsystem.nasa.gov|date=2009-09-29|accessdate=2010-03-08|archiveurl=https://www.webcitation.org/65CgpZp6A?url=https://solarsystem.nasa.gov/planets/profile.cfm?Object=Jup_Ganymede|archivedate=2012-02-04}}</ref>. Вскоре [[Марий, Симон|Симон Марий]] предложил назвать его в честь виночерпия [[Ганимед]]а<ref name="Naming">{{cite web|url=http://galileo.rice.edu/sci/observations/jupiter_satellites.html|title=Satellites of Jupiter|website = The Galileo Project|accessdate=2007-11-24|archiveurl=https://www.webcitation.org/61CwAduBX?url=http://galileo.rice.edu/sci/observations/jupiter_satellites.html|archivedate=2011-08-25}}</ref>, любовника [[Зевс]]а. Первым космическим аппаратом, изучавшим Ганимед, стал «[[Пионер-10]]» в 1973 году<ref name="Pioneer 11">{{cite web|url=http://sse.jpl.nasa.gov/missions/profile.cfm?Sort=Advanced&MCode=Pioneer_11|url-status=dead|title=Pioneer 11|website = Solar System Exploration|accessdate=2008-01-06|archiveurl=https://www.webcitation.org/65CgqLtrG?url=http://sse.jpl.nasa.gov/missions/profile.cfm?Sort=Advanced|archivedate=2012-02-04}}</ref>. Намного более детальные исследования провели аппараты программы «[[Вояджер]]» в 1979 году. Космический аппарат «[[Галилео (космический аппарат)|Галилео]]», изучавший систему Юпитера начиная с 1995 года, обнаружил подземный океан и магнитное поле Ганимеда. В 2012 году [[Европейское космическое агентство]] одобрило новую миссию для исследований [[Ледяные спутники|ледяных спутников]] Юпитера — [[Jupiter Icy Moons Explorer|JUICE]]; её запуск состоялся 14 апреля 2023 года, прибытие в систему Юпитера планируется в июле 2031 года.

== История открытия и наименования ==
[[Файл:Ganymed Earth Moon Comparison.png|right|thumb|300px|Сравнение размеров [[Луна|Луны]], Ганимеда (слева внизу) и [[Земля|Земли]]]]
Ганимед был открыт [[Галилей, Галилео|Галилео Галилеем]] 7 января 1610 года с помощью созданного им первого в истории [[телескоп]]а. В этот день Галилей увидел около Юпитера 3 «звезды»: Ганимед, [[Каллисто (спутник)|Каллисто]] и «звезду», впоследствии оказавшуюся двумя спутниками — [[Европа (спутник)|Европой]] и [[Ио (спутник)|Ио]] (только на следующую ночь угловое расстояние между ними увеличилось достаточно для раздельного наблюдения). 15 января Галилео пришёл к выводу, что все эти объекты на самом деле являются небесными телами, движущимися по орбите вокруг Юпитера<ref name="SidereusNuncius"/><ref name="Wright"/><ref name="NASA"/>. Галилей назвал четыре открытые им спутника «планетами Медичи» и присвоил им порядковые номера<ref name="Naming" />.

Французский астроном [[Фабри де Пейреск, Никола-Клод|Никола-Клод Фабри де Пейреск]] предложил дать спутникам отдельные имена по именам четырёх членов семьи [[Медичи]], но его предложение не было принято<ref name="Naming"/>. На открытие спутника претендовал также немецкий астроном [[Марий, Симон|Симон Марий]], который наблюдал Ганимед в 1609 году, но вовремя не опубликовал данные об этом<ref name="kv">{{cite web|title=Ганимед – Самый большой спутник|url=http://www.milkywaygalaxy.ru/sputniki/ganimed-samyjj-bolshojj-sputnik/|publisher=Космос и Вселенная|accessdate=2010-09-01|archiveurl=https://www.webcitation.org/61Cw9UsVe?url=http://www.milkywaygalaxy.ru/sputniki/ganimed-samyjj-bolshojj-sputnik/|archivedate=2011-08-25}}</ref><ref group="комм.">Работа Мариуса «Mundus Iovialis anno MDCIX Detectus Ope Perspicilli Belgici» описывает наблюдения, проведённые в 1609 году, а опубликована лишь в 1614 году.</ref><ref name="College">{{cite web|url = http://www.cascadia.ctc.edu/facultyweb/instructors/jvanleer/astro%20sum01/astro101/discovery.htm|url-status=dead|archiveurl = https://web.archive.org/web/20060920121740/http://www.cascadia.ctc.edu/facultyweb/instructors/jvanleer/astro+sum01/astro101/discovery.htm|archivedate =2006-09-20|title = Discovery|website = Cascadia Community College|accessdate =2007-11-24}}</ref>. Марий попытался дать спутникам имена «Сатурн Юпитера», «Юпитер Юпитера» (это был Ганимед), «Венера Юпитера» и «Меркурий Юпитера», которые тоже не завоевали популярность. В 1614 году он вслед за [[Кеплер, Иоганн|Иоганном Кеплером]] предложил для них новые названия по именам приближённых [[Зевс]]а (в том числе Ганимеда)<ref name="Naming"/><ref name="kv"/>:

{{начало цитаты}}…Потом был [[Ганимед]], красивый сын царя [[Трос (мифология)|Троса]], которого Юпитер, приняв вид орла, похитил на небеса, держа на спине, как сказочно описывают поэты… Третий, из-за величественности света, Ганимед…<ref name="Discovery">{{cite web|url = http://www.iki.rssi.ru/solar/eng/galdisc.htm|archiveurl = https://web.archive.org/web/20071118221327/http://www.iki.rssi.ru/solar/eng/galdisc.htm|archivedate =2007-11-18|title = The Discovery of the Galilean Satellites|publisher = Space Research Institute, Russian Academy of Sciences|website = Views of the Solar System|accessdate =2007-11-24}}</ref>
{{oq|la|[Iupiter] etiam impensius amavit Ganymedem puerum formosum, Trois Regis filium, adeo etiam ut assumptâ aquilæ figurâ, illum humeris impositum, in cœlum transportavit, prout fabulantur poetæ…Tertius ob luminis Majestatem Ganymedes…<ref name="Marius_1614"/>}}{{конец цитаты}}

[[Файл:Galileo.script.arp.600pix.jpg|thumb|right|250px|Письмо Галилея [[Донато, Леонардо|Леонардо Донато]], описывающее открытие галилеевых спутников]]
Однако название «Ганимед», как и наименования, предложенные Марием для других [[Галилеевы спутники|галилеевых спутников]], практически не использовалось вплоть до середины XX века, когда оно стало общеупотребительным. В большой части более ранней [[Астрономия|астрономической]] литературы Ганимед обозначен (по системе, введённой Галилео) как '''Юпитер III''' или «третий спутник Юпитера». После открытия спутников Сатурна для спутников Юпитера стала использоваться система обозначения, основанная на предложениях Кеплера и Мария<ref name="Naming"/>. Ганимед — единственный галилеев спутник Юпитера, названный в честь фигуры мужского пола —  согласно ряду авторов, он (как и Ио, Европа и Каллисто) был возлюбленным Зевса.

По данным китайских астрономических записей, в 365 году до н. э. [[Гань Дэ]] обнаружил спутник Юпитера невооружённым глазом (вероятно, это был Ганимед)<ref>{{Cite web |url=http://adsabs.harvard.edu/full/1981BAAS...13..793C |title=Astronomical content of American Plains Indian winter counts |access-date=2011-08-16 |archive-date=2017-08-31 |archive-url=https://web.archive.org/web/20170831234058/http://adsabs.harvard.edu/full/1981BAAS...13..793C |url-status=live }}</ref><ref>{{Cite web |url=http://adsabs.harvard.edu/full/1981BAAS...13..793B |title=Ancient Astronomy in Modern China |access-date=2011-08-16 |archive-date=2017-08-31 |archive-url=https://web.archive.org/web/20170831104224/http://adsabs.harvard.edu/full/1981BAAS...13..793B |url-status=live }}</ref>.

== Происхождение и эволюция ==
Ганимед, вероятно, сформировался из [[Аккреционный диск|аккреционного диска]] или газопылевой [[Туманность|туманности]], окружавшей Юпитер некоторое время после его образования<ref name="Canup2002">{{Статья|заглавие=Formation of the Galilean Satellites: Conditions of Accretion|год=2002|том=124|номер=6|страницы=3404—3423|doi=10.1086/344684|ссылка=https://www.boulder.swri.edu/~robin/cw02final.pdf|издание=[[The Astronomical Journal]]|bibcode=2002AJ....124.3404C|автор=Canup, Robin M.|язык=en|издательство=[[IOP Publishing]]|archivedate=2019-06-15|archiveurl=https://web.archive.org/web/20190615104621/https://www.boulder.swri.edu/~robin/cw02final.pdf}}</ref>. Формирование Ганимеда, вероятно, заняло приблизительно 10 000 лет<ref name="Mosqueira2003">{{Статья|заглавие=Formation of the regular satellites of giant planets in an extended gaseous nebula I: subnebula model and accretion of satellites|год=2003|том=163|номер=1|страницы=198—231|doi=10.1016/S0019-1035(03)00076-9|bibcode=2003Icar..163..198M|издание=[[Icarus (журнал)|Icarus]]|автор=Mosqueira, Ignacio|язык=en|издательство=[[Elsevier]]}}</ref> (на порядок меньше оценки для Каллисто). В туманности Юпитера при формировании галилеевых спутников, вероятно, было относительно мало газа, что может объяснять очень медленное формирование Каллисто<ref name="Canup2002"/>. Ганимед образовался ближе к Юпитеру, где туманность была более плотной, что и объясняет более быстрое его формирование<ref name="Mosqueira2003"/>. Оно, в свою очередь, привело к тому, что тепло, выделяемое при аккреции, не успевало рассеиваться. Это, возможно, вызвало таяние льда и отделение от него скальных пород. Камни обосновались в центре спутника, формируя ядро. В отличие от Ганимеда, при формировании Каллисто тепло успевало отводиться прочь, льды в её недрах не таяли и дифференциации не происходило<ref name="McKinnon2006">{{Статья|заглавие=On convection in ice I shells of outer Solar System bodies, with detailed application to Callisto|год=2006|том=183|номер=2|страницы=435—450|doi=10.1016/j.icarus.2006.03.004|bibcode=2006Icar..183..435M|издание=[[Icarus (журнал)|Icarus]]|автор=McKinnon, William B.|язык=en|издательство=[[Elsevier]]}}</ref>. Эта гипотеза объясняет, почему два спутника Юпитера столь разные, несмотря на схожесть массы и состава<ref name="McKinnon2006"/><ref name="Freeman2006"/>. Альтернативные теории объясняют более высокую внутреннюю температуру Ганимеда приливным нагревом<ref name="Showman2">{{Статья|заглавие= Tidal evolution into the Laplace resonance and the resurfacing of Ganymede|издание= [[Icarus (журнал)|Icarus]]|том= 127|номер= 1|страницы= 93—111|издательство= [[Elsevier]]|год= 1997|ссылка= https://www.lpl.arizona.edu/~showman/publications/showman-malhotra-1997.pdf|doi= 10.1006/icar.1996.5669|bibcode= 1997Icar..127...93S|автор= Showman, A. P.|месяц= 3|язык= en|archivedate= 2008-09-11|archiveurl= https://web.archive.org/web/20080911012921/http://www.lpl.arizona.edu/~showman/publications/showman-malhotra-1997.pdf}}</ref> или более интенсивным воздействием на него [[Поздняя тяжёлая бомбардировка|поздней тяжёлой бомбардировки]]<ref name="Baldwin">{{cite web
 |last        = Baldwin
 |first       = E.
 |title       = Comet impacts explain Ganymede-Callisto dichotomy
 |website = [https://astronomynow.com Astronomy Now Online]
 |publisher   = Astronomy Now
 |date        =2010-01-25|url         = https://astronomynow.com/news/n1001/25galilean/
 |accessdate  =2010-03-01|archiveurl  = https://www.webcitation.org/65CgvwDDU?url=https://astronomynow.com/news/n1001/25galilean/
 |archivedate =2012-02-04}}</ref><ref name="LPI1158">{{Cite conference
  | first = A. C.
  | last = Barr
  | coauthors = Canup, R. M.
  | title = Origin of the Ganymede/Callisto dichotomy by impacts during an outer solar system late heavy bombardment
  | book-title = 41st Lunar and Planetary Science Conference (2010)
  | pages = 
  | publisher = 
  | date = March 2010
  | location = Houston
  | url = http://www.lpi.usra.edu/meetings/lpsc2010/pdf/1158.pdf
  | doi = 
  | accessdate = 2010-03-01
  | archive-date = 2011-06-05
  | archive-url = https://web.archive.org/web/20110605044843/http://www.lpi.usra.edu/meetings/lpsc2010/pdf/1158.pdf
  | url-status = dead
  }}</ref><ref name="Barr3">{{Статья|заглавие= Origin of the Ganymede–Callisto dichotomy by impacts during the late heavy bombardment|издание= [[Nature Geoscience]]|том= 3|номер= March 2010|страницы= 164—167|издательство= |год= 2010|ссылка= https://www.nature.com/ngeo/journal/v3/n3/abs/ngeo746.html|doi= 10.1038/NGEO746|accessdate= 2010-03-01|bibcode= 2010NatGe...3..164B|автор= Barr, A. C.|месяц= 1|число= 24|язык= en|archivedate= 2017-06-22|archiveurl= https://web.archive.org/web/20170622235608/http://www.nature.com/ngeo/journal/v3/n3/abs/ngeo746.html}}</ref>.

Ядро Ганимеда после формирования сохранило большую часть тепла, накопленного во время аккреции и дифференцирования. Оно медленно отдаёт это тепло ледяной мантии, работая как своеобразная тепловая батарея<ref name="McKinnon2006"/>. Мантия, в свою очередь, переносит это тепло на поверхность конвекцией<ref name="Freeman2006"/>. [[Радиоактивный распад|Распад радиоактивных элементов]] в ядре продолжил его разогревать, вызывая дальнейшую дифференциацию: были сформированы внутреннее ядро из [[Железо|железа]] и [[Сульфид железа(II)|сульфида железа]] и [[Силикат (минерал)|силикатная]] мантия<ref name="McKinnon2006"/><ref name="Hauk2006"/>. Так Ганимед стал полностью дифференцированным телом. Для сравнения, радиоактивный нагрев недифференцированной Каллисто вызвал только конвекцию в её ледяных недрах, что эффективно их охладило и предотвратило крупномасштабное таяние льда и быструю дифференциацию<ref name="Nagel2004">{{Статья|заглавие=A model for the interior structure, evolution, and differentiation of Callisto|год=2004|том=169|номер=2|страницы=402—412|doi=10.1016/j.icarus.2003.12.019|bibcode=2004Icar..169..402N|издание=[[Icarus (журнал)|Icarus]]|автор=Nagel, K.A|язык=en|издательство=[[Elsevier]]}}</ref>. Процесс конвекции на Каллисто вызвал только частичное отделение камней ото льда<ref name="Nagel2004"/>. В настоящее время Ганимед продолжает медленно охлаждаться<ref name="Hauk2006"/>. Тепло, идущее от ядра и силикатной мантии, позволяет существовать подземному океану<ref name="Spohn2003"/>, а медленное охлаждение жидкого ядра из железа и сульфида железа(II) вызывает конвекцию и поддерживает генерацию магнитного поля<ref name="Hauk2006"/>. Текущий тепловой поток из недр Ганимеда, вероятно, выше, чем у Каллисто<ref name="McKinnon2006"/>.

== Орбита и вращение ==
Ганимед находится на расстоянии 1 070 400 километров от Юпитера, что делает его третьим по удалённости галилеевым спутником<ref name="Planetary Society" />. Ему требуется семь дней и три часа, чтобы совершить полный оборот вокруг Юпитера. Как и у большинства известных спутников, вращение Ганимеда [[Синхронный спутник|синхронизировано]] с обращением вокруг Юпитера, и он всегда повёрнут одной и той же стороной к планете<ref name="The Grand Tour">{{Книга|заглавие=The Grand Tour: A Traveler's Guide to the Solar System|год=2005|месяц=5|страницы=108—114|издательство= Workman Publishing|место=Thailand|edition=3rd|isbn=0-7611-3547-2|автор=Miller, Ron}}</ref>. Его орбита имеет небольшие [[Кеплеровы элементы орбиты#Наклонение|наклонение]] к экватору Юпитера и [[Эксцентриситет орбиты|эксцентриситет]], которые квазипериодически изменяются по причине [[Вековые возмущения|вековых возмущений]] от Солнца и планет. Эксцентриситет меняется в диапазоне 0,0009—0,0022, а наклонение — в диапазоне 0,05°—0,32°<ref name="Musotto2002">{{Статья|заглавие=Numerical Simulations of the Orbits of the Galilean Satellites|год=2002|том=159|номер=2|страницы=500—504|doi=10.1006/icar.2002.6939|bibcode=2002Icar..159..500M|издание=[[Icarus (журнал)|Icarus]]|автор=Musotto, Susanna|язык=en|издательство=[[Elsevier]]}}</ref>. Эти орбитальные колебания заставляют [[наклон оси вращения]] (угол между этой осью и перпендикуляром к плоскости орбиты) изменяться от 0 до 0,33°<ref name="Bills2005">{{Статья|заглавие=Free and forced obliquities of the Galilean satellites of Jupiter|год=2005|том=175|номер=1|страницы=233—247|doi=10.1016/j.icarus.2004.10.028|bibcode=2005Icar..175..233B|издание=[[Icarus (журнал)|Icarus]]|автор=Bills, Bruce G.|язык=en|издательство=[[Elsevier]]}}</ref>.

[[Файл:Galilean moon Laplace resonance animation.gif|365px|Резонанс Лапласа ([[орбитальный резонанс]])   [[Ио (спутник)|Ио]] с [[Европа (спутник)|Европой]] и '''Ганимедом'''|left|thumb]]
Ганимед находится в [[Орбитальный резонанс|орбитальном резонансе]] с Европой и Ио: на каждый оборот Ганимеда вокруг планеты приходится два оборота Европы и четыре оборота Ио<ref name="Musotto2002"/><ref name="SPACE.com">{{cite web|url=https://www.space.com/searchforlife/seti_tidal_europa_021003.html|title=High Tide on Europa|website = SPACE.com|accessdate=2007-12-07|url-status=dead|archiveurl=https://web.archive.org/web/20080724115745/http://www.space.com/searchforlife/seti_tidal_europa_021003.html|archivedate=2008-07-24}}</ref>. Максимальное сближение Ио и Европы происходит, когда Ио находится в [[Апоцентр и перицентр|перицентре]], а Европа в [[Апоцентр и перицентр|апоцентре]]. С Ганимедом Европа сближается, находясь в своём перицентре<ref name="Musotto2002"/>. Таким образом, выстраивание в одну линию всех этих трёх спутников невозможно. Такой резонанс называется резонансом Лапласа<ref name="Showman1997a">{{Статья|заглавие=Tidal Evolution into the Laplace Resonance and the Resurfacing of Ganymede|издание=[[Icarus (журнал)|Icarus]]|год=1997|том=127|номер=1|страницы=93—111|doi=10.1006/icar.1996.5669|ссылка=https://www.lpl.arizona.edu/~showman/publications/showman-malhotra-1997.pdf|bibcode=1997Icar..127...93S|автор=Showman, Adam P.|язык=en|издательство=[[Elsevier]]|archivedate=2008-09-11|archiveurl=https://web.archive.org/web/20080911012921/http://www.lpl.arizona.edu/~showman/publications/showman-malhotra-1997.pdf}}</ref>.

Современный резонанс Лапласа неспособен увеличить эксцентриситет орбиты Ганимеда<ref name="Showman1997a"/>. Нынешнее значение эксцентриситета составляет около 0,0013, что может быть следствием его увеличения за счёт резонанса в прошлые эпохи<ref name="SPACE.com"/>. Но если он не увеличивается в настоящее время, то возникает вопрос, почему он не обнулился из-за приливной [[Диссипация энергии|диссипации энергии]] в недрах Ганимеда<ref name="Showman1997a"/>. Возможно, последнее увеличение эксцентриситета произошло недавно — несколько сотен миллионов лет назад<ref name="Showman1997a"/>. Поскольку эксцентриситет орбиты Ганимеда относительно низок (в среднем 0,0015)<ref name="SPACE.com"/>, приливный разогрев этого спутника сейчас незначителен<ref name="Showman1997a"/>. Однако, в прошлом Ганимед, возможно, мог один или несколько раз пройти через резонанс, подобный лапласовому, который был способен увеличить эксцентриситет орбиты до значений 0,01—0,02<ref name="Showman1999"/><ref name="Showman1997a"/>. Это, вероятно, вызвало существенный приливный разогрев недр Ганимеда, что могло стать причиной тектонической активности, сформировавшей неровный ландшафт<ref name="Showman1999"/><ref name="Showman1997a"/>.

Есть две гипотезы происхождения лапласовского резонанса Ио, Европы и Ганимеда: то, что он существовал со времён появления Солнечной системы<ref name="Peale2002">{{Статья|заглавие=A Primordial Origin of the Laplace Relation Among the Galilean Satellites|издание=Science|год=2002|том=298|страницы=593—597|doi=10.1126/science.1076557|bibcode=2002Sci...298..593P|pmid=12386333|номер=5593|arxiv = astro-ph/0210589|автор=Peale, S.J.|язык=en}}</ref> или что он появился позже. Во втором случае вероятно такое развитие событий: Ио поднимала на Юпитере приливы, которые привели к её отдалению от него, пока она не вступила в резонанс 2:1 с Европой; после этого радиус орбиты Ио продолжал увеличиваться, но часть [[Момент импульса|углового момента]] была передана Европе и она также отдалилась от Юпитера; процесс продолжался, пока Европа не вступила в резонанс 2:1 с Ганимедом<ref name="Showman1997a"/>. В конечном счёте радиусы орбит этих трёх спутников достигли значений, соответствующих резонансу Лапласа<ref name="Showman1997a"/>.

== Физические характеристики ==

=== Размер ===
Ганимед является самым крупным и самым массивным спутником в Солнечной системе. Его диаметр (5268 км) составляет 41 % от диаметра [[Земля|Земли]], на 2 % больше, чем у спутника Сатурна Титана (второго по величине спутника), на 8 % больше диаметра Меркурия, на 9 % — Каллисто, на 45 % — Ио и на 51 % больше Луны. Его масса на 10 % больше, чем у Титана, на 38 % больше, чем у Каллисто, на 66 % больше, чем у Ио и в 2,02 раза больше массы Луны.

=== Состав ===
[[Файл:Ganymede terrain.jpg|thumb|250px|Резкая граница между древним тёмным ландшафтом области Николсона и юной яркой рытвиной Арпагии]]
Средняя [[плотность]] Ганимеда составляет 1,936 г/см<sup>3</sup>. Предположительно, он состоит из равных частей скальных пород и воды (в основном замёрзшей)<ref name="Showman1999"/>. Массовая доля льда лежит в интервале 46—50 %, что немного ниже, чем у [[Каллисто (спутник)|Каллисто]]<ref name="Kuskov2005">{{Статья|заглавие=Internal structure of Europa and Callisto|год=2005|том=177|номер=2|страницы=550—369|doi=10.1016/j.icarus.2005.04.014|bibcode=2005Icar..177..550K|издание=[[Icarus (журнал)|Icarus]]|автор=Kuskov, O.L.|язык=en|издательство=[[Elsevier]]}}</ref>. Во льдах могут присутствовать некоторые летучие газы, такие как [[аммиак]]<ref name="Spohn2003">{{Статья|заглавие=Oceans in the icy Galilean satellites of Jupiter?|издание=[[Icarus (журнал)|Icarus]]|год=2003|том=161|номер=2|страницы=456—467|doi=10.1016/S0019-1035(02)00048-9|ссылка=http://lasp.colorado.edu/icymoons/europaclass/Spohn_Schubert_oceans.pdf|bibcode=2003Icar..161..456S|archiveurl=https://web.archive.org/web/20080227015925/http://lasp.colorado.edu/icymoons/europaclass/Spohn_Schubert_oceans.pdf|archivedate=2008-02-27|автор=Spohn|язык=en|nodot=1|издательство=[[Elsevier]]}}</ref><ref name="Kuskov2005"/>. Точный состав скальных пород Ганимеда не известен, но он, вероятно, близок к составу [[Обыкновенные хондриты|обыкновенных хондритов]] групп L и LL, которые отличаются от H-хондритов меньшим полным содержанием железа, меньшим содержанием металлического железа и большим — окиси железа. Соотношение масс железа и кремния на Ганимеде составляет 1,05—1,27 (для сравнения, у [[Солнце|Солнца]] оно равно 1,8).

[[Альбедо]] поверхности Ганимеда составляет около 43 %<ref name="Calvin1995"/>. Водяной лёд есть практически на всей поверхности и его массовая доля колеблется в пределах 50—90 %<ref name="Showman1999" />, что значительно выше, чем на Ганимеде в целом. Ближняя инфракрасная спектроскопия показала наличие обширных абсорбционных полос водяного льда на длинах волн 1,04, 1,25, 1,5, 2,0 и 3,0 [[Микрометр|мкм]]<ref name="Calvin1995">{{Статья|заглавие=Spectra of the ice Galilean satellites from 0.2 to 5 µm: A compilation, new observations, and a recent summary|издание=J.of Geophys. Res.|год=1995|том=100|номер=E9|страницы=19041—19048|bibcode=1995JGR...10019041C|doi=10.1029/94JE03349|автор=Calvin, Wendy M.|язык=en}}</ref>. Светлые участки менее ровные и имеют большее количество льда по сравнению с тёмными<ref name="RESA">{{cite web|url=http://www.resa.net/nasa/ganymede.htm|url-status=dead|archiveurl=https://web.archive.org/web/20071202132022/http://www.resa.net/nasa/ganymede.htm|archivedate=2007-12-02|title=Ganymede: the Giant Moon|website = Wayne RESA|accessdate=2007-12-31}}</ref>. Анализ [[Ультрафиолетовая спектроскопия|ультрафиолетового]] и ближнего [[Инфракрасный спектрометр|инфракрасного]] спектра с высоким [[Разрешение (оптика)|разрешением]], полученных космическим аппаратом «[[Галилео (КА)|Галилео]]» и наземными инструментами, показал наличие и других веществ: [[Углекислый газ|углекислого газа]], [[Диоксид серы|диоксида серы]] и, возможно, [[Циан (химия)|циана]], [[Серная кислота|серной кислоты]] и различных [[Органические вещества|органических соединений]]<ref name="Showman1999"/><ref name="McCord1998">{{Статья|заглавие=Non-water-ice constituents in the surface material of the icy Galilelean satellites from Galileo near-infrared mapping spectrometer investigation|издание=J. Of Geophys. Res.|год=1998|том=103|номер=E4|страницы=8603—8626|bibcode=1998JGR...103.8603M|doi=10.1029/98JE00788|автор=McCord, T.B.|язык=en}}</ref>. По результатам миссии «Галилео» предполагается наличие на поверхности некоторого количества [[Толины|толинов]]<ref>{{статья|автор=T. B. McCord et al.|заглавие=Organics and Other Molecules in the Surfaces of Callisto and Ganymede|ссылка=http://tigger.uic.edu/~fkenig/private/private_2/AstrobioLOE/McCordetal.pdf|язык=en|издание=[[Science]]|год=1997|том=278|номер=5336|страницы=271–275|doi=10.1126/science.278.5336.271|issn=0036-8075|arxiv=|archiveurl=https://web.archive.org/web/20140429044925/http://tigger.uic.edu/~fkenig/private/private_2/AstrobioLOE/McCordetal.pdf|archivedate=}}</ref>. Результаты «Галилео» также показали наличие на поверхности Ганимеда [[Сульфат магния|сульфата магния]] (MgSO<sub>4</sub>) и, возможно, [[Сульфат натрия|сульфата натрия]] (Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>)<ref name="The Grand Tour"/><ref name="McCord2001">{{Статья|заглавие=Hydrated Salt Minerals on Ganymede's Surface: Evidence of an Ocean Below|издание=Science|год=2001|том=292|страницы=1523—1525|doi=10.1126/science.1059916|bibcode=2001Sci...292.1523M|pmid=11375486|номер=5521|автор=McCord, Thomas B.|язык=en}}</ref>. Эти соли могли образоваться в подземном океане<ref name="McCord2001"/>.

Поверхность Ганимеда асимметрична. Ведущее полушарие (повёрнутое в сторону движения спутника по орбите) светлее, чем ведомое<ref name="Calvin1995"/>. На Европе ситуация такая же, а на Каллисто — противоположная<ref name="Calvin1995"/>. На ведомом полушарии Ганимеда, видимо, больше диоксида серы<ref name="Domingue1996">{{Статья|заглавие= Evidence from IUE for Spatial and Temporal Variations in the Surface Composition of the Icy Galilean Satellites|издание={{Нп3|Bulletin of the American Astronomical Society}}|год=1996|том=28|страницы=1070|bibcode=1996DPS....28.0404D|автор=Domingue, Deborah|язык=en|издательство=[[Американское астрономическое общество|American Astronomical Society]]}}</ref><ref name="Domingue1998">{{Статья|заглавие=IEU's detection of tenuous SO<sub>2</sub> frost on Ganymede and its rapid time variability|издание=Geophys. Res. Lett.|год=1998|том=25|номер=16|страницы=3,117—3,120|doi=10.1029/98GL02386|bibcode=1998GeoRL..25.3117D|автор=Domingue, Deborah L.|язык=en}}</ref>. Количество углекислого газа на обоих полушариях одинаково, но его нет вблизи полюсов<ref name="McCord1998"/><ref name="Hibbitts2003">{{Статья|заглавие=Carbon dioxide on Ganymede|издание=J.of Geophys. Res.|год=2003|том=108|номер=E5|страницы=5,036|doi=10.1029/2002JE001956|bibcode=2003JGRE..108.5036H|автор=Hibbitts, C.A.|язык=en}}</ref>. [[Ударный кратер|Ударные кратеры]] на Ганимеде (кроме одного) не показывают обогащения углекислым газом, что также отличает этот спутник от Каллисто. Подземные запасы углекислого газа на Ганимеде были, вероятно, исчерпаны ещё в прошлом<ref name="Hibbitts2003"/>.

=== Внутреннее строение ===
[[Файл:Ганимед.svg|thumb|500px|left|Возможное внутреннее строение Ганимеда]]
Предположительно Ганимед состоит из трёх слоёв: расплавленного [[ядро планеты|ядра]] из железа или [[Сульфид железа(II)|сульфида железа(II)]], [[Силикаты (минералы)|силикатной]] [[мантия планеты|мантии]] и внешнего слоя льда<ref name="Showman1999"/><ref name="Sohl2002">{{Статья|заглавие=Implications from Galileo Observations on the Interior Structure and Chemistry of the Galilean Satellites|издание=[[Icarus (журнал)|Icarus]]|год=2002|том=157|номер=1|страницы=104—119|doi=10.1006/icar.2002.6828|bibcode=2002Icar..157..104S|автор=Sohl|язык=en|издательство=[[Elsevier]]}}</ref> толщиной 900—950 километров. В пользу этой модели свидетельствует малый [[момент инерции]], измеренный во время облёта Ганимеда «Галилео» — {{nobr|(0,3105 ± 0,0028)×{{math|''mr''<sup>2</sup>}}}}<ref name="Showman1999"/><ref name="Sohl2002"/> (момент инерции однородного шара равен 0,4×{{math|''mr''<sup>2</sup>}}, а меньшее значение коэффициента в этой формуле говорит о том, что плотность растёт с глубиной). У Ганимеда этот коэффициент самый низкий среди твёрдых тел Солнечной системы, что говорит о ярко выраженной [[гравитационная дифференциация|расслоенности его недр]]. Существование расплавленного богатого железом ядра даёт естественное объяснение собственного [[Магнитное поле|магнитного поля]] Ганимеда, которое было обнаружено «Галилео»<ref name="Hauk2006">{{Статья|заглавие=Sulfur's impact on core evolution and magnetic field generation on Ganymede|издание=J. Of Geophys. Res.|год=2006|том=111|номер=E9|страницы=E09008|doi=10.1029/2005JE002557|ссылка=http://geology.case.edu/~hauck/papers/hauck_jgr_2006.pdf|bibcode=2006JGRE..11109008H|archiveurl=https://web.archive.org/web/20080227015923/http://geology.case.edu/~hauck/papers/hauck_jgr_2006.pdf|archivedate=2008-02-27|автор=Hauk, Steven A.|язык=en}}</ref>. [[Конвекция]] в расплавленном железе, которое обладает высокой [[электропроводность]]ю, — самое разумное объяснение происхождения магнитного поля<ref name="Kivelson2002"/>.

Точная толщина различных слоёв в недрах Ганимеда зависит от принятого значения состава силикатов (доли [[оливин]]а и [[Пироксены|пироксенов]]), а также от количества [[Сера|серы]] в ядре<ref name="Kuskov2005"/><ref name="Sohl2002"/>. Наиболее вероятное значение радиуса ядра — {{nobr|700—900 км}}, а толщины внешней ледяной мантии — {{nobr|800—1000 км}}. Остаток радиуса приходится на силикатную мантию<ref name="Freeman2006">{{Статья|заглавие=Non-Newtonian stagnant lid convection and the thermal evolution of Ganymede and Callisto|издание=[[Planetary and Space Science]]|год=2006|том=54|номер=1|страницы=2—14|doi=10.1016/j.pss.2005.10.003|ссылка=http://bowfell.geol.ucl.ac.uk/~lidunka/EPSS-papers/pete2.pdf|archiveurl=https://web.archive.org/web/20070824155106/http://bowfell.geol.ucl.ac.uk/~lidunka/EPSS-papers/pete2.pdf|archivedate=2007-08-24|bibcode=2006P&SS...54....2F|автор=Freeman|язык=en|издательство=[[Elsevier]]}}</ref><ref name="Hauk2006"/><ref name="Sohl2002"/><ref name="Kuskov2005b">{{Статья|заглавие=Internal Structure of Icy Satellites of Jupiter|издание=Geophysical Research Abstracts|издательство=European Geosciences Union|год=2005|том=7|страницы=01892|ссылка=https://www.cosis.net/abstracts/EGU05/01892/EGU05-J-01892.pdf|автор=Kuskov, O.L.|язык=en|archivedate=2019-06-09|archiveurl=https://web.archive.org/web/20190609104226/https://www.cosis.net/abstracts/EGU05/01892/EGU05-J-01892.pdf}}</ref>. Плотность ядра — предположительно {{nobr|5,5—6 г/см<sup>3</sup>}}, а силикатной мантии — {{nobr|3,4—3,6 г/см<sup>3</sup>}}<ref name="Hauk2006"/><ref name="Kuskov2005"/><ref name="Sohl2002"/><ref name="Kuskov2005b"/>. Некоторые модели генерирования магнитного поля Ганимеда требуют наличия твёрдого ядра из чистого железа внутри жидкого ядра из Fe и FeS, что схоже со структурой [[Ядро Земли|земного ядра]]. Радиус этого ядра может достигать 500 километров<ref name="Hauk2006"/>. Температура в ядре Ганимеда предположительно составляет 1500—1700 [[Кельвин|К]], а давление — до 10 [[Паскаль (единица измерения)|ГПа]]<ref name="Hauk2006"/><ref name="Sohl2002"/>.

Исследования магнитного поля Ганимеда указывают на то, что под его поверхностью может быть океан жидкой воды<ref name="JPLDec"/><ref name="Kivelson2002"/>. Численное моделирование недр спутника, выполненное в 2014 году сотрудниками [[Лаборатория реактивного движения|Лаборатории реактивного движения]] НАСА, показало, что этот океан, вероятно, многослойный: жидкие слои разделены слоями [[лёд|льда]] разных типов ([[лёд Ih]], [[лёд III|III]], [[лёд V|V]], [[лёд VI|VI]]). Количество жидких прослоек, возможно, достигает 4; их [[солёность]] растёт с глубиной<ref name="NASA_2014"/><ref name="Ananieva_2014"/>.

=== Поверхность ===
{{See also|Список деталей рельефа Ганимеда|Список кратеров Ганимеда}}
[[Файл:Ganymede_JunoGill_2217.jpg|thumb|250px|left|Изображение Ганимеда, сделанное КА «[[Юнона (космический аппарат)|Юнона]]». Светлые поверхности, следы недавних ударных столкновений]]
[[Файл:PIA00081 Ganymede Voyager 2 mosaic.jpg|thumb|250px|Мозаика из фотографий противоюпитерианского полушария Ганимеда. Тёмная древняя зона в верхнем правом углу — [[область Галилея]]. Её отделяют от области Мариуса (меньшей тёмной области левее) светлые [[рытвины Урук]]. Яркая лучистая структура внизу — свежий лёд, выброшенный при появлении относительно молодого кратера Осирис]]
[[Файл:Ganymede-moon.jpg|thumb|250px|Изображение ведомого полушария Ганимеда, сделанное с космического аппарата «Галилео» (цвета усилены)<ref name="Spaceflight Now">{{cite web|url=https://spaceflightnow.com/news/n0012/29ganyflyby/|title=Galileo has successful flyby of Ganymede during eclipse|website = Spaceflight Now|accessdate=2008-01-19|archiveurl=https://www.webcitation.org/65CgsLtho?url=https://spaceflightnow.com/news/n0012/29ganyflyby/|archivedate=2012-02-04}}</ref>. В правом нижнем углу видны яркие лучи кратера Ташмет, а в верхнем правом — большое поле выбросов из кратера Хершеф. Часть тёмной области Николсона находится внизу слева. Сверху справа она граничит с рытвинами Гарпагия]]
[[Файл:Moon Ganymede by NOAA.jpg|thumb|250px|left|Фото Ганимеда (по центру меридиан 45° з. д.). Тёмные участки — область Перрайна (сверху) и область Николсона (снизу); лучистые кратеры — Трос (вверху справа) и Чисти (внизу слева)]]
[[Файл:Tros_Crater%2C_Ganymede_-_PJ34-1_-_Detail_-_Map_Projected.png|thumb|250px|left|Изображение кратера Трос шириной ~90 км, сделанное КА «[[Юнона (космический аппарат)|Юнона]]»]]

Поверхность Ганимеда представляет собой смесь участков двух типов: очень древних сильно [[Ударный кратер|кратерированных]] тёмных областей и несколько более молодых (но всё-таки древних) светлых областей, покрытых бороздами, канавками и гребнями. Тёмные участки поверхности занимают примерно 1/3 всей площади<ref name="Petterson2007">{{Статья|заглавие=A Global Geologic Map of Ganymede|издание=Lunar and Planetary Science|год=2007|том=XXXVIII|страницы=1098|ссылка=http://www.lpi.usra.edu/meetings/lpsc2007/pdf/1098.pdf|автор=Petterson, Wesley|язык=en|archivedate=2009-03-27|archiveurl=https://web.archive.org/web/20090327050809/http://www.lpi.usra.edu/meetings/lpsc2007/pdf/1098.pdf}}</ref> и содержат глины и органические вещества, что может отображать состав [[Планетезималь|планетезималей]], из которых образовались спутники Юпитера<ref name="Pappalardo2001"/>.

Пока неизвестно, что вызвало нагрев, необходимый для формирования бороздчатой поверхности Ганимеда. По современным представлениям, такая поверхность — следствие [[Тектоника|тектонических]] процессов<ref name="Showman1999"/>. [[Криовулканизм]] играет, как считается, второстепенную роль, если играет вообще<ref name="Showman1999"/>. Силы, создавшие в [[Литосфера|литосфере]] Ганимеда сильные напряжения, необходимые для тектонических подвижек, могли быть связаны с приливным разогревом в прошлом, причиной которого, возможно, были нестабильные [[Орбитальный резонанс|орбитальные резонансы]], через которые проходил спутник<ref name="Showman1999"/><ref name="Showman1997b">{{Статья|заглавие=Coupled Orbital and Thermal Evolution of Ganymede|издание=[[Icarus (журнал)|Icarus]]|год=1997|том=129|номер=2|страницы=367—383|doi=10.1006/icar.1997.5778|ссылка=https://www.lpl.arizona.edu/~showman/publications/showman-etal-1997.pdf|bibcode=1997Icar..129..367S|автор=Showman, Adam P.|язык=en|издательство=[[Elsevier]]|archivedate=2020-10-04|archiveurl=https://web.archive.org/web/20201004075605/http://www.lpl.arizona.edu/~showman/publications/showman-etal-1997.pdf}}</ref>. Приливная деформация льдов могла разогреть недра Ганимеда и вызвать напряжения в литосфере, что привело к появлению трещин, [[горст]]ов и [[грабен]]ов. При этом на 70 % площади спутника была стёрта старая тёмная поверхность<ref name="Showman1999"/><ref name="Bland2007">{{Статья|заглавие=Ganymede's orbital and thermal evolution and its effect on magnetic field generation|издание=Lunar and Planetary Society Conference|месяц=3|год=2007|том=38|страницы=2020|ссылка=http://www.lpi.usra.edu/meetings/lpsc2007/pdf/2020.pdf|автор=Bland|язык=en|archivedate=2009-03-27|archiveurl=https://web.archive.org/web/20090327050813/http://www.lpi.usra.edu/meetings/lpsc2007/pdf/2020.pdf}}</ref>. Формирование бороздчатой поверхности также может быть связано с ранним формированием ядра спутника и последующим приливным разогревом его недр, что, в свою очередь, вызвало увеличение Ганимеда на 1—6 % благодаря [[Тепловое расширение|тепловому расширению]] и [[Фазовый переход|фазовым переходам]] во льду<ref name="Showman1999"/>. Возможно, в ходе последующей эволюции от ядра к поверхности поднимались [[плюм]]ы из разогретой воды, вызывая деформации литосферы<ref name="Barr">{{Статья|год=2001|заглавие=Rise of Deep Melt into Ganymede's Ocean and Implications for Astrobiology|издание=Lunar and Planetary Science Conference|том=32|ссылка=http://www.lpi.usra.edu/meetings/lpsc2001/pdf/1781.pdf|страницы=1781|автор=Barr, A.C.|язык=en|archivedate=2009-03-27|archiveurl=https://web.archive.org/web/20090327050810/http://www.lpi.usra.edu/meetings/lpsc2001/pdf/1781.pdf}}</ref>. Наиболее вероятный современный источник тепла в недрах спутника — [[Радиоактивный распад|радиоактивный разогрев]], который может (по крайней мере, частично) обеспечить существование подповерхностного водного океана. Моделирование показывает, что если бы эксцентриситет орбиты Ганимеда был на порядок выше современного (а это, возможно, было в прошлом), приливный разогрев мог быть сильнее радиоактивного<ref>{{Статья|год=2004|заглавие=Internal Structure and Tidal Heating of Ganymede|издание=European Geosciences Union, Geophysical Research Abstracts|том=6|ссылка=https://www.cosis.net/abstracts/EGU04/05114/EGU04-J-05114.pdf|автор=Huffmann|язык=en|archivedate=2019-06-16|archiveurl=https://web.archive.org/web/20190616135952/https://www.cosis.net/abstracts/EGU04/05114/EGU04-J-05114.pdf}}</ref>.

[[Файл:Craters on Ganymede.jpg|thumb|Кратеры [[Гула (кратер)|Гула]] и [[Ахелой (кратер)|Ахелой]] (ниже). У каждого виден «вал» и «пьедестал» из выбросов]]
Ударные кратеры есть на участках поверхности обоих типов, но в тёмных областях их особенно много: эти области насыщены кратерами и, судя по всему, их рельеф формировался главным образом именно столкновениями<ref name="Showman1999"/>. На ярких бороздчатых участках кратеров намного меньше, и они не сыграли значимой роли в эволюции их рельефа<ref name="Showman1999"/>. Плотность кратерирования тёмных участков указывает на возраст в 4 миллиарда лет (как и у материковых областей [[Луна|Луны]]). Светлые участки младше, но насколько — неясно<ref name="Zahnle1998">{{Статья|заглавие=Cratering Rates on the Galilean Satellites|издание=[[Icarus (журнал)|Icarus]]|год=1998|том=136|номер=2|страницы=202—222|doi=10.1006/icar.1998.6015|ссылка=http://lasp.colorado.edu/icymoons/europaclass/Zahnle_etal_1998.pdf|pmid=11878353|bibcode=1998Icar..136..202Z|archiveurl=https://web.archive.org/web/20080227015923/http://lasp.colorado.edu/icymoons/europaclass/Zahnle_etal_1998.pdf|archivedate=2008-02-27|автор=Zahnle|язык=en|издательство=[[Elsevier]]}}</ref>. Особой интенсивности кратерирование поверхности Ганимеда (как и Луны) достигло около 3,5—4 миллиарда лет назад<ref name="Zahnle1998"/>. Если эти данные точны, то большинство ударных кратеров осталось с той эпохи, и после этого они прибавлялись в числе незначительно<ref name="nineplanets.org-Ganymede"/>. Некоторые кратеры пересечены бороздами, а некоторые образовались поверх борозд. Это говорит о том, что некоторые борозды довольно древние. Местами попадаются относительно молодые кратеры с расходящимися от них лучами выбросов<ref name="nineplanets.org-Ganymede"/><ref name="Ganymede">{{cite web|work=Lunar and Planetary Institute|title=Ganymede|date=1997|url=http://www.lpi.usra.edu/resources/outerp/gany.html|archiveurl=https://www.webcitation.org/65CgrAAqv?url=http://www.lpi.usra.edu/resources/outerp/gany.html|archivedate=2012-02-04}}</ref>. Кратеры Ганимеда более плоские, чем кратеры на Меркурии или Луне. Вероятно, причиной этого служит непрочность ледяной коры Ганимеда, которая может (или могла) сглаживаться под действием силы тяжести. Древние кратеры, которые почти совсем сглажены (своего рода «призраки» кратеров) известны как [[Палимпсест (планетология)|палимпсесты]]<ref name="nineplanets.org-Ganymede"/>; одним из крупнейших палимпсестов Ганимеда является [[факула Мемфис]] диаметром 360 км.

Одна из примечательных геоструктур Ганимеда — тёмный участок под названием [[область Галилея]], где видна сеть из разнонаправленных борозд. Вероятно, своим появлением этот регион обязан периоду бурной геологической активности спутника<ref name="Casacchia">{{Статья|год=1984|заглавие=Geologic evolution of Galileo Regio|издание={{Нп3|Journal of Geophysical Research}}|том=89|страницы=B419–B428|bibcode= 1984LPSC...14..419C|doi=10.1029/JB089iS02p0B419|автор=Casacchia|язык=en}}</ref>.

На Ганимеде есть полярные шапки, предположительно состоящие из водяного инея. Они покрывают широты выше 40°<ref name="The Grand Tour"/>. Впервые полярные шапки наблюдались при пролёте КА «[[Вояджер]]». Вероятно, они образованы молекулами воды, выбитыми с поверхности при бомбардировке её частицами плазмы. Такие молекулы могли мигрировать на высокие широты с низких благодаря разнице температур или же происходить из самих полярных областей. Результаты расчётов и наблюдений позволяют судить, что верно второе<ref name="Polar caps">{{Статья|год=2007|заглавие=The origin of Ganymede's polar caps|издание=[[Icarus (журнал)|Icarus]]|том=191|номер=1|страницы=193—202|doi=10.1016/j.icarus.2007.04.022|bibcode=2007Icar..191..193K|ссылка=http://www.igpp.ucla.edu/people/kkhurana/Publications/ICURUS2007.pdf|автор=Khurana, Krishan K.|язык=en|издательство=[[Elsevier]]|archivedate=2015-09-24|archiveurl=https://web.archive.org/web/20150924033240/http://www.igpp.ucla.edu/people/kkhurana/Publications/ICURUS2007.pdf}}</ref>. Наличие у Ганимеда собственной магнитосферы приводит к тому, что заряженные частицы интенсивно бомбардируют только слабо защищённые — полярные — области. Образовавшийся водяной пар осаждается в основном в самых холодных местах этих же областей<ref name="Polar caps"/>.

{{wide image|Ganymede-JupiterMoon-GeologicMap-SIM3237-20140211.png|800px|<center>[[Геологическая карта]] Ганимеда (11 февраля 2014 года)</center>}}

=== Атмосфера и ионосфера ===
В 1972 году группа индийских, британских и американских астрономов, работая в [[Индонезия|индонезийской]] [[Обсерватория имени Боссы|обсерватории имени Боссы]], сообщила об обнаружении у спутника тонкой атмосферы во время наблюдения [[Покрытие (астрономия)|покрытия]] им звезды<ref name="Carlson1973">{{Статья|заглавие=Atmosphere of Ganymede from its occultation of SAO 186800 on 7 June 1972|издание=Science|год=1973|том=53|страницы=182|bibcode=1973Sci...182...53C|doi=10.1126/science.182.4107.53|pmid=17829812|номер=4107|автор=Carlson, R.W.|язык=en}}</ref>. Они оценили приповерхностное давление атмосферы в 0,1 [[Паскаль (единица измерения)|Па]]<ref name="Carlson1973"/>. Однако в 1979 году КА «[[Вояджер-1]]» наблюдал покрытие Ганимедом звезды ([[Каппа Центавра|κ Центавра]]) и получил противоречащие этому результаты<ref name="Broadfoot1981">{{Статья|заглавие=Overview of the Voyager Ultraviolet Spectrometry Results through Jupiter Encounter|издание={{Нп3|Journal of Geophysical Research}}|год=1981|том=86|страницы=8259—8284|ссылка=http://www-personal.umich.edu/~atreya/Articles/1981_Overview_Voyager.pdf|bibcode=1981JGR....86.8259B|doi=10.1029/JA086iA10p08259|автор=Broadfoot, A.L.|язык=en|archivedate=2009-03-27|archiveurl=https://web.archive.org/web/20090327050807/http://www-personal.umich.edu/~atreya/Articles/1981_Overview_Voyager.pdf}}</ref>. Эти наблюдения проводились в [[Ультрафиолетовое излучение|дальнем ультрафиолете]] на [[Длина волны|длинах волн]] меньше 200 [[Нанометр|нм]], и они были куда более чувствительны к наличию газов, чем измерения 1972 года в [[Видимое излучение|видимом излучении]]. Никакой атмосферы датчики «Вояджера» не обнаружили. Верхний предел концентрации оказался на уровне {{nowrap|1,5{{Esp|9}} частиц/см<sup>3</sup>}}, что соответствует приповерхностному давлению менее 2,5 мкПа<ref name="Broadfoot1981"/>. А это почти на 5 порядков меньше, чем оценка 1972 года<ref name="Broadfoot1981"/>.

В 1995 году у Ганимеда всё-таки была обнаружена очень слабая [[кислород]]ная атмосфера ([[экзосфера]]), очень похожая на найденную у [[Европа (спутник)|Европы]]. Эти данные были получены телескопом [[Хаббл (телескоп)|Хаббл]] (HST)<ref name="Hall1998"/><ref name="JPLAtmosphere">{{cite web|url=https://www2.jpl.nasa.gov/galileo/hst7.html|title=Hubble Finds Thin Oxygen Atmosphere on Ganymede|accessdate=2008-01-15|website = Jet Propulsion Laboratory|publisher=NASA|date=1996-10|archiveurl=https://www.webcitation.org/65Cgrg1Sh?url=https://solarsystem.nasa.gov/galileo/|archivedate=2012-02-04}}</ref>. Ему удалось различить слабое [[Собственное свечение атмосферы|свечение]] [[Атомарный кислород|атомарного кислорода]] в дальнем ультрафиолете (на длине волн 130,4 нм и 135,6 нм). Такое свечение возникает, когда молекулярный кислород распадается на атомы при столкновениях с электронами<ref name="Hall1998"/>, что служит достаточно убедительным подтверждением существования нейтральной атмосферы из молекул O<sub>2</sub>. Её концентрация, вероятно, находится в диапазоне {{nowrap|1,2{{Esp|8}}—7{{Esp|8}} частиц/см<sup>3</sup>}}, что соответствует приповерхностному давлению в {{nowrap|0,2—1,2 мкПа}}<ref name="Hall1998" />{{Ref_label|I|i|none}}. Такие значения согласуются с верхним пределом, установленным «Вояджером» в 1981 году. Кислород не является доказательством наличия на спутнике жизни. Считается, что он возникает, когда водяной лёд на поверхности Ганимеда разделяется на водород и кислород радиацией (водород быстрее улетучивается из-за низкой атомной массы)<ref name="JPLAtmosphere"/>. Свечение атмосферы Ганимеда, как и Европы, неоднородно. HST наблюдал два ярких пятна, расположенных в северном и южном полушарии около широт ± 50°, что точно соответствует границе между закрытыми и открытыми линиями магнитосферы Ганимеда (см. ниже)<ref name="Feldman2000">{{Статья|заглавие=HST/STIS Ultraviolet Imaging of Polar Aurora on Ganymede|издание=[[The Astrophysical Journal]]|год=2000|том=535|номер=2|страницы=1085—1090|doi=10.1086/308889|bibcode=2000ApJ...535.1085F|arxiv = astro-ph/0003486|автор=Feldman, Paul D.|язык=en|издательство=[[IOP Publishing]]}}</ref>. Яркие пятна, возможно, представляют собой полярные сияния, вызванные притоком плазмы вдоль открытых линий магнитного поля спутника<ref name="Johnson1997">{{Статья|год=1997|заглавие=Polar "Caps" on Ganymede and Io Revisited|издание=[[Icarus (журнал)|Icarus]]|том=128|номер=2|страницы=469—471|bibcode=1997Icar..128..469J|doi=10.1006/icar.1997.5746|автор=Johnson, R.E.|язык=en|издательство=[[Elsevier]]}}</ref>.

[[Файл:Map of temparatureof ganymede.jpg|thumb|Карта температур на Ганимеде]]
Существование нейтральной атмосферы подразумевает и существование у спутника [[Ионосфера|ионосферы]], потому что молекулы кислорода ионизируются столкновениями с быстрыми [[электрон]]ами, прибывающими из магнитосферы<ref name="Paranicas1999">{{Статья|заглавие=Energetic particles observations near Ganymede|издание=J.of Geophys. Res.|год=1999|том=104|номер=A8|страницы=17,459—17,469|doi=10.1029/1999JA900199|bibcode=1999JGR...10417459P|автор=Paranicas|язык=en}}</ref>, и солнечным жёстким ультрафиолетом<ref name="Eviatar2001" />. Однако природа ионосферы Ганимеда такая же спорная, как и природа атмосферы. Некоторые замеры «Галилео» показали повышенную плотность электронов вблизи от спутника, что указывает на наличие ионосферы, тогда как другие попытки её зафиксировать потерпели неудачу<ref name="Eviatar2001"/>. Концентрация электронов вблизи поверхности по различным оценкам колеблется в диапазоне от 400 до {{nobr|2500 см<sup>−3</sup>}}<ref name="Eviatar2001"/>. На 2008 год параметры возможной ионосферы Ганимеда не установлены.

Дополнительное указание на существование кислородной атмосферы Ганимеда — обнаружение по спектральным данным газов, вмороженных в лёд на его поверхности. Об обнаружении полос поглощения [[озон]]а (O<sub>3</sub>) было сообщено в 1996 году<ref name="Noll1996">{{Статья|год=1996|месяц=7|заглавие=Detection of Ozone on Ganymede|издание=Science|том=273|номер=5273|страницы=341—343|ссылка=https://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/273/5273/341|accessdate=2008-01-13|doi=10.1126/science.273.5273.341|pmid=8662517|bibcode=1996Sci...273..341N|автор=Noll, Keith S.|язык=en|archivedate=2008-10-06|archiveurl=https://web.archive.org/web/20081006111314/http://sciencemag.org/cgi/content/abstract/273/5273/341}}</ref>. В 1997 году спектральный анализ выявил линии поглощения [[димер]]а (или [[Двухатомная молекула|двухатомного]]) [[кислород]]а. Такие линии поглощения могут возникать только если кислород находится в плотной фазе. Лучшее объяснение — что молекулярный кислород вморожен в лёд. Глубина димерных полос поглощения зависит от [[Широта|широты]] и [[Долгота|долготы]] (но не от поверхностного [[альбедо]]) — они имеют склонность к уменьшению с широтой, в то время как тенденция для O<sub>3</sub> противоположна<ref name="Oxygen97">{{Статья|месяц=12|год=1997|заглавие=Latitudinal Distribution of O<sub>2</sub> on Ganymede: Observations with the Hubble Space Telescope|издание=[[Icarus (журнал)|Icarus]]|том=130|номер=2|страницы=505—516|doi=10.1006/icar.1997.5842|bibcode=1997Icar..130..505C|автор=Calvin, Wendy M.|язык=en|издательство=[[Elsevier]]}}</ref>. Лабораторные эксперименты позволили установить, что при температуре в 100 K, характерной для поверхности Ганимеда, O<sub>2</sub> растворяется во льду, а не собирается в пузырьки<ref>{{Статья|год=1997|заглавие=Oxygen on Ganymede: Laboratory Studies|издание=Science|том=276|номер=5320|страницы=1839—1842|bibcode=1997Sci...276.1839V|doi=10.1126/science.276.5320.1839|pmid=9188525|автор=Vidal, R. A.|язык=en}}</ref>.

Обнаружив в атмосфере Европы [[натрий]], учёные стали искать его и в атмосфере Ганимеда. В 1997 году стало ясно, что его там нет (точнее, как минимум в 13 раз меньше, чем на Европе). Это может объясняться его нехваткой на поверхности или тем, что магнитосфера Ганимеда препятствует заряженным частицам выбивать его оттуда<ref>{{Статья|год=1997|заглавие=A Search for a Sodium Atmosphere around Ganymede|издание=[[Icarus (журнал)|Icarus]]|том=126|номер=1|страницы=236—238|bibcode=1997Icar..126..236B|doi=10.1006/icar.1996.5675|автор=Brown, Michael E.|язык=en|издательство=[[Elsevier]]}}</ref>. Помимо прочего, в атмосфере Ганимеда замечен [[атомарный водород]]. Он наблюдался на расстоянии до 3000 км от поверхности спутника. Его концентрация у поверхности — около {{nowrap|1,5{{Esp|4}} см<sup>−3</sup>}}<ref name="Barth1997">{{Статья|заглавие=Galileo ultraviolet spectrometer observations of atomic hydrogen in the atmosphere of Ganymede|издание=Geophys. Res. Lett.|год=1997|том=24|номер=17|страницы=2147—2150|bibcode=1997GeoRL..24.2147B|doi=10.1029/97GL01927|автор=Barth, C.A.|язык=en}}</ref>.

=== Магнитосфера ===
Космический аппарат «[[Галилео (КА)|Галилео]]» с 1995 по 2000 годы сделал шесть близких пролётов возле Ганимеда (G1, G2, G7, G8, G28 и G29)<ref name="Kivelson2002" /> и обнаружил, что у Ганимеда есть довольно мощное [[магнитное поле]] и даже своя [[магнитосфера]], не зависящая от магнитного поля Юпитера<ref name="AllPlanets">{{cite web|title=Ганимед|url=http://www.allplanets.ru/solar_sistem/jupiter/Ganymede.htm|accessdate=2011-01-21|archiveurl=https://web.archive.org/web/20161113185957/http://www.allplanets.ru/solar_sistem/jupiter/Ganymede.htm|archivedate=2016-11-13|url-status=dead}}</ref><ref name="Kivelson1997">{{Статья|заглавие=The magnetic field and magnetosphere of Ganymede|издание=Geophys. Res. Lett.|год=1997|том=24|номер=17|страницы=2155—2158|doi=10.1029/97GL02201|ссылка=http://www.igpp.ucla.edu/people/mkivelson/Publications/97GL02201.pdf|bibcode=1997GeoRL..24.2155K|автор=Kivelson, M.G.|язык=en|archivedate=2009-03-27|archiveurl=https://web.archive.org/web/20090327050805/http://www.igpp.ucla.edu/people/mkivelson/Publications/97GL02201.pdf}}</ref>. Величина [[Магнитный момент|магнитного момента]] составляет 1,3×10<sup>13</sup> [[Тесла (единица измерения)|Тл]]·м<sup>3</sup><ref name="Kivelson2002"/>, что втрое больше, чем у [[Меркурий (планета)|Меркурия]]. Ось [[Магнитный диполь|магнитного диполя]] наклонена на 176° по отношению к оси вращения Ганимеда, что означает её направленность против магнитного момента Юпитера<ref name="Kivelson2002"/>. Северный магнитный полюс Ганимеда находится ниже плоскости орбиты. [[Индукция магнитного поля|Индукция]] [[Диполь (электродинамика)|дипольного]] магнитного поля, созданного постоянным магнитным моментом, на экваторе спутника равна {{nobr|719 ± 2 [[Тесла (единица измерения)|нТл]]}}<ref name="Kivelson2002"/> (для сравнения — индукция магнитного поля Юпитера на расстоянии Ганимеда равна {{nobr|120 нТл}})<ref name="Kivelson1997"/>. Противоположность направлений магнитного поля Ганимеда и Юпитера делает возможным [[магнитное пересоединение]]. Индукция собственного магнитного поля Ганимеда на его полюсах вдвое больше, чем на экваторе, и равна {{nobr|1440 нТл}}<ref name="Kivelson2002"/>.

Ганимед — единственный спутник в Солнечной системе, у которого есть собственная магнитосфера. Она очень мала и погружена в [[Магнитосфера Юпитера|магнитосферу Юпитера]]<ref name="Kivelson1997"/>. Её диаметр — примерно 2—2,5 диаметра Ганимеда<ref name="AllPlanets"/> (который составляет 5268 км)<ref name="Kivelson1998">{{Статья|заглавие=Ganymede's magnetosphere: magnetometer overview|издание=J.of Geophys. Res.|год=1998|том=103|номер=E9|страницы=19,963—19,972|doi=10.1029/98JE00227|ссылка=http://www.igpp.ucla.edu/people/mkivelson/Publications/98JE00227.pdf|bibcode=1998JGR...10319963K|автор=Kivelson, M.G.|язык=en|archivedate=2009-03-27|archiveurl=https://web.archive.org/web/20090327050819/http://www.igpp.ucla.edu/people/mkivelson/Publications/98JE00227.pdf}}</ref>. У магнитосферы Ганимеда имеется область замкнутых [[Силовая линия|силовых линий]], расположенная ниже 30° широты, где [[Заряженная частица|заряженные частицы]] ([[электрон]]ы и [[ион]]ы) оказываются в ловушке, создавая своего рода [[радиационный пояс]]<ref name="Kivelson1998"/>. Основной вид ионов в магнитосфере — ионы кислорода O<sup>+</sup><ref name="autogenerated1">{{Статья|заглавие=The ionosphere of Ganymede|издание=Planet. Space Sci.|год=2001|том=49|номер=3—4|страницы=327—336|doi=10.1016/S0032-0633(00)00154-9|bibcode=2001P&SS...49..327E|автор=Eviatar, Aharon|язык=en}}</ref>, что хорошо согласуется с разрежённой кислородной атмосферой спутника. В шапках полярных областей на широтах выше 30° силовые линии магнитного поля не замкнуты и соединяют Ганимед с [[Ионосфера|ионосферой]] Юпитера<ref name="Kivelson1998"/>. В этих областях были обнаружены электроны и ионы, обладающие высокой энергией (десятки и сотни кило[[электронвольт]])<ref name="Paranicas1999"/>, которые и могут вызывать [[Полярное сияние|полярные сияния]], наблюдаемые вокруг полюсов Ганимеда<ref name="Feldman2000" />. Кроме того, тяжёлые ионы непрерывно осаждаются на полярной поверхности луны, [[Магнетронное распыление|распыляя]] и затемняя лёд<ref name="Paranicas1999" />.

[[Файл:Ganymede magnetic field.svg|thumb|left|200px|Магнитное поле Ганимеда в поле Юпитера. Замкнутые силовые линии отмечены зелёным цветом]]
Взаимодействие между магнитосферой Ганимеда и юпитерианской [[Плазма|плазмой]] напоминает во многих отношениях взаимодействие между [[Солнечный ветер|солнечным ветром]] и земной магнитосферой<ref name="Kivelson1998"/><ref name="Volwerk1999"/>. Плазма вращается совместно с Юпитером и сталкивается с магнитосферой Ганимеда на его ведомой стороне, как и солнечный ветер с земной магнитосферой. Основное отличие — скорость плазменного потока: [[Сверхзвуковая скорость|сверхзвуковая]] в случае Земли и [[Скорость звука|дозвуковая]] в случае Ганимеда. Именно потому у магнитного поля Ганимеда нет ударной волны с запаздывающей стороны<ref name="Volwerk1999">{{Статья|заглавие=Probing Ganymede's magnetosphere with field line resonances|издание=J.of Geophys. Res.|год=1999|том=104|номер=A7|страницы=14,729—14,738|doi=10.1029/1999JA900161|ссылка=http://www.igpp.ucla.edu/people/mkivelson/Publications/1999JA900161.pdf|bibcode=1999JGR...10414729V|автор=Volwerk|язык=en|archivedate=2009-03-27|archiveurl=https://web.archive.org/web/20090327050807/http://www.igpp.ucla.edu/people/mkivelson/Publications/1999JA900161.pdf}}</ref>.

В дополнение к магнитному моменту, у Ганимеда есть индуцированное дипольное магнитное поле<ref name="Kivelson2002"/>. Его вызывают изменения магнитного поля Юпитера вблизи спутника. Индуцированный дипольный момент направлен к Юпитеру или от него (согласно с [[Правило Ленца|правилом Ленца]]). Индуцированное магнитное поле Ганимеда на порядок слабее собственного. Его [[Магнитная индукция|индукция]] на магнитном экваторе — около 60 нТ (вдвое меньше, чем напряжённость поля Юпитера там же<ref name="Kivelson2002"/>). Индуцированное магнитное поле Ганимеда напоминает аналогичные поля [[Каллисто (спутник)|Каллисто]] и [[Европа (спутник)|Европы]] и указывает на то, что у этого спутника тоже есть подповерхностный водный океан с высокой [[электропроводность]]ю<ref name="Kivelson2002"/>.

Поскольку Ганимед полностью дифференцирован и обладает металлическим ядром<ref name="Showman1999"/><ref name="Hauk2006" />, его постоянное магнитное поле, вероятно, генерируется тем же способом, что и земное: как результат перемещений электропроводящей материи в недрах<ref name="Kivelson2002"/><ref name="Hauk2006"/>. Если магнитное поле вызвано [[Магнитное динамо|магнитогидродинамическим]] эффектом<ref name="Kivelson2002"/><ref name="Hauck2002">{{Статья|заглавие=Internal structure and mechanism of core convection on Ganymede|издание=Lunar and Planetary Science|том=XXXIII|год=2002|страницы=1380|ссылка=http://www.lpi.usra.edu/meetings/lpsc2002/pdf/1380.pdf|автор=Hauck, Steven A.|язык=en|archivedate=2009-03-27|archiveurl=https://web.archive.org/web/20090327050805/http://www.lpi.usra.edu/meetings/lpsc2002/pdf/1380.pdf}}</ref>, то это, вероятно, результат конвективного движения разных веществ в ядре<ref name="Hauk2006"/>.

Несмотря на наличие железного ядра, магнитосфера Ганимеда остаётся загадкой, особенно с учётом того, что у других подобных тел её нет<ref name="Showman1999"/>. Из некоторых исследований следует, что такое маленькое ядро уже должно было остыть до той точки, когда движение жидкости и поддержание магнитного поля невозможны. Одно из объяснений состоит в том, что поле сохраняется благодаря тем же орбитальным резонансам, которые привели к сложному рельефу поверхности: вследствие приливного разогрева из-за орбитального резонанса мантия защитила ядро от охлаждения<ref name="Bland2007" />. Ещё одно из объяснений — остаточная намагниченность силикатных пород в мантии, что возможно, будь у спутника более сильное поле в прошлом<ref name="Showman1999"/>.

== Изучение ==
[[Файл:Ganymede from Pioneer 10 19.jpg|thumb|right|Изображение Ганимеда, сделанное «[[Пионер-10|Пионером-10]]» в 1973 году]]
[[Файл:Voyager 1 Image of Ganymede - GPN-2003-000007.jpg|thumb|right|Изображение Ганимеда, сделанное «[[Вояджер-1|Вояджером-1]]» в 1979 году]]
[[Файл:Voyager.jpg|thumb|right|[[Вояджер|Космический аппарат «Вояджер»]]]]
Юпитер (как и все прочие [[Газовая планета|газовые планеты]]) целенаправленно изучался исключительно [[Автоматическая межпланетная станция|межпланетными станциями]] [[НАСА]]. Несколько космических аппаратов исследовали Ганимед вблизи, включая четыре пролёта в 1970-х и многократные пролёты с 1990-х до 2000-х годов.

Первые фотографии Ганимеда из космоса были сделаны «[[Пионер-10|Пионером-10]]», пролетевшим мимо [[Юпитер]]а в декабре [[1973 год]]а, и «[[Пионер-11|Пионером-11]]», пролетевшим в 1974 году<ref name="Pioneer 11" />. Благодаря им были получены более точные сведения о физических характеристиках спутника (к примеру, «Пионер-10» уточнил его размеры и плотность). На их снимках видны детали размером от 400 км<ref name="Terraformers">{{cite web|url=http://society.terraformers.ca/content/view/63/112/|url-status=dead|archiveurl=https://web.archive.org/web/20070319083334/http://society.terraformers.ca/content/view/63/112/|archivedate=2007-03-19|title=Exploration of Ganymede|website = Terraformers Society of Canada|accessdate=2008-01-06}}</ref><ref name="chap6">{{cite web|url=http://history.nasa.gov/SP-349/ch6.htm|url-status=dead|title=SP-349/396 PIONEER ODYSSEY, Chapter 6: Results at the New Frontiers|accessdate=2011-08-18|archiveurl=https://web.archive.org/web/20110805014800/http://history.nasa.gov/SP-349/ch6.htm|archivedate=2011-08-05}}</ref>. Наибольшее сближение Пионера-10 составило 446 250 километров<ref>{{cite web |url=http://www.dmuller.net/spaceflight/mission.php?mission=pioneer10&appear=black&showimg=yes |title=Pioneer 10 Full Mission Timeline |accessdate=2011-08-18 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20110723095322/http://www.dmuller.net/spaceflight/mission.php?mission=pioneer10&appear=black&showimg=yes |archivedate=2011-07-23 |url-status=dead }}</ref>.

В марте [[1979 год]]а мимо Ганимеда прошёл «[[Вояджер-1]]» на расстоянии 112 тыс. км, а в июле — «[[Вояджер-2]]» на расстоянии 50 тыс. км. Они передали качественные снимки поверхности спутника и провели ряд измерений. В частности, они уточнили его размер, и оказалось, что это самый большой спутник в Солнечной системе (ранее самым большим считали спутник [[Сатурн]]а [[Титан (спутник)|Титан]])<ref name="Voyager">{{cite web|url=http://library.thinkquest.org/J0112188/voyager_1_and_2.htm|url-status=dead|title=Voyager 1 and 2|website = ThinkQuest|accessdate=2008-01-06|archiveurl=https://www.webcitation.org/65CgsvQKF?url=http://library.thinkquest.org/J0112188/voyager_1_and_2.htm|archivedate=2012-02-04}}</ref>. Нынешние гипотезы о геологии спутника появились благодаря данным «Вояджеров»<ref name="Voyager Mission">{{cite web|url=http://solarviews.com/eng/vgrfs.htm|url-status=dead|title=The Voyager Planetary Mission|website = Views of the Solar System|accessdate=2008-01-06|archiveurl=https://www.webcitation.org/65CgtTTwC?url=http://solarviews.com/eng/vgrfs.htm|archivedate=2012-02-04 |lang = en }}</ref>.

С декабря 1995 по сентябрь 2003 года систему Юпитера изучал «[[Галилео (КА)|Галилео]]». За это время он шесть раз сближался с Ганимедом<ref name="The Grand Tour"/>. Наименования пролётов — G1, G2, G7, G8, G28 и G29<ref name="Kivelson2002"/>. Во время самого близкого полёта (G2) «Галилео» прошёл в 264 километрах от его поверхности<ref name="Kivelson2002"/> и передал о нём массу ценных сведений, включая подробные фотографии. Во время пролёта G1 в 1996 году «Галилео» обнаружил у Ганимеда [[Магнитосфера|магнитосферу]]<ref name="Magnetic Field Discovery">{{cite web|url=https://www2.jpl.nasa.gov/galileo/status961212.html|title=New Discoveries From Galileo|website = Jet Propulsion Laboratory|accessdate=2008-01-06|archiveurl=https://www.webcitation.org/65Cgtxn8D?url=https://solarsystem.nasa.gov/galileo/|archivedate=2012-02-04 |lang = en }}</ref>, а в 2001 году — подземный океан<ref name="Kivelson2002"/><ref name="The Grand Tour"/>. Благодаря данным «Галилео» удалось построить относительно точную модель внутреннего строения спутника. Также «Галилео» передал большое число спектров и обнаружил на поверхности Ганимеда несколько неледяных веществ<ref name="McCord1998"/>.

Аппарат «[[Новые горизонты]]» на пути к [[Плутон]]у в 2007 году прислал фотографии Ганимеда в видимом и инфракрасном диапазонах, а также предоставил топографические сведения и карту состава<ref name="New Horizons">{{cite web|url=http://www.spacedaily.com/reports/Pluto_Bound_New_Horizons_Spacecraft_Gets_A_Boost_From_Jupiter_999.html|url-status=dead|title=Pluto-Bound New Horizons Spacecraft Gets A Boost From Jupiter|website = Space Daily|accessdate=2008-01-06|archiveurl=https://www.webcitation.org/65CgudPVk?url=http://www.spacedaily.com/reports/Pluto_Bound_New_Horizons_Spacecraft_Gets_A_Boost_From_Jupiter_999.html|archivedate=2012-02-04}}</ref><ref name="Grundy2007">{{Статья|заглавие=New Horizons Mapping of Europa and Ganymede|издание=Science|год=2007|том=318|страницы=234—237|язык=en|ссылка=http://adsabs.harvard.edu/abs/2007Sci...318..234G|pmid=17932288|номер=5848|автор=Grundy, W.M.|archivedate=2015-07-05|archiveurl=https://web.archive.org/web/20150705224721/http://adsabs.harvard.edu/abs/2007Sci...318..234G}}</ref>.

Находящийся с 2016 года на орбите Юпитера космический аппарат [[НАСА]] «[[Юнона (космический аппарат)|Юнона]]» исследований спутников практически не проводит. Несмотря на это, в июне 2021 года аппарат пролетел возле Ганимеда, получив фотографии спутника в высоком разрешении{{Нет АИ|15|11|2024}}.

14 апреля 2023 года состоялся запуск космического аппарата  ''[[Jupiter Icy Moons Explorer]]'' (JUICE) для исследования крупнейших спутников Юпитера и, главным образом, Ганимеда. Ожидается что в июле 2031 года станция достигнет системы Юпитера, примерно через год, в июле 2032 года, совершит два пролёта [[Европа (спутник)|Европы]] и в декабре 2034 года выйдет на орбиту Ганимеда. Аппарат будет изучать спутник до конца 2035 года, после чего планируется свод его с орбиты и столкновение с поверхностью{{Нет АИ|15|11|2024}}.

14 октября 2024 года в США была запущена ракета ''[[Falcon Heavy]]'', несущая станцию НАСА ''[[Europa Clipper]]''. Планируется, что станция к апрелю 2030 года достигнет Европы и после нескольких десятков витков вокруг неё направится к Ганимеду<ref>[https://www.nytimes.com/2024/10/14/science/nasa-europa-clipper-jupiter.html Kenneth Chang. NASA Launches Europa Clipper to Explore an Ocean Moon’s Habitability] // ''[[The New York Times]]'', Oct. 14, 2024</ref>.

[[Роскосмос|Роскосмосом]] велась разработка миссии «[[Лаплас — Европа П|Лаплас — П]]», изначально предполагавшая посадку аппарата на поверхность Европы, но позже, после выхода НАСА из проекта, она была переориентирована на Ганимед. В 2019 году миссию отложили на неопределённый срок{{Нет АИ|15|11|2024}}.

== Тень от Ганимеда ==
{{Main|Большое Красное Пятно#Глаз Юпитера}}
21 апреля 2014 года телескоп «[[Хаббл (телескоп)|Хаббл]]» сфотографировал тень от Ганимеда, попавшую на [[Большое Красное Пятно]], сделав его похожим на глаз<ref>{{cite web |url=https://www.spacetelescope.org/images/opo1431b/ |title=Jupiter's Great Red Spot and Ganymede's shadow — colour |date=2014-10-29 |publisher=ESA, Hubble Space Telescope |access-date=2019-08-24 |archive-date=2014-10-31 |archive-url=https://web.archive.org/web/20141031051707/https://www.spacetelescope.org/images/opo1431b/ |url-status=live }}</ref>.<!-- Коллеги, прикрутите, пож., свободное фото — если такое есть. Кто разбирается в авторском праве.-->

== Примечания ==

=== Комментарии ===
{{примечания|group=комм.}}

=== Источники ===
{{примечания|2|refs=
<ref name="orbit">{{cite web|title=Planetary Satellite Mean Orbital Parameters|publisher=Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology|url=https://ssd.jpl.nasa.gov/?sat_elem|archiveurl=https://www.webcitation.org/617VryYmR?url=https://ssd.jpl.nasa.gov/?sat_elem|archivedate=2011-08-22}}</ref>
<ref name="jplfact">{{cite web|last=Yeomans|first=Donald K.|date=2006-07-13|title=Planetary Satellite Physical Parameters|publisher=JPL Solar System Dynamics|url=https://ssd.jpl.nasa.gov/?sat_phys_par|accessdate=2007-11-05|archiveurl=https://www.webcitation.org/5msK7adC4?url=https://ssd.jpl.nasa.gov/?sat_phys_par|archivedate=2010-01-18}}</ref>
<ref name="horizons">{{cite web
 |title       = Horizon Online Ephemeris System for Ganymede (Major Body 503)
 |publisher   = California Institute of Technology, Jet Propulsion Laboratory
 |author      = Yeomans and Chamberlin
 |url         = https://ssd.jpl.nasa.gov/horizons.cgi?find_body=1&body_group=mb&sstr=503
 |accessdate  =2010-04-14
 |archiveurl  = https://www.webcitation.org/65CgmEgRh?url=https://ssd.jpl.nasa.gov/horizons.cgi?find_body=1
 |archivedate =2012-02-04}} (4.38 on 1951-Oct-03)</ref>
<ref name="Delitsky1998">{{Статья|заглавие=Ice chemistry of Galilean satellites|издание={{Нп3|Journal of Geophysical Research}}|год=1998|том=103|номер=E13|страницы=31391—31403|doi=10.1029/1998JE900020|ссылка=https://trs-new.jpl.nasa.gov/dspace/bitstream/2014/20675/1/98-1725.pdf|bibcode=1998JGR...10331391D|автор=Delitsky, Mona L.|язык=en|archivedate=2016-03-04|archiveurl=https://web.archive.org/web/20160304000258/http://trs-new.jpl.nasa.gov/dspace/bitstream/2014/20675/1/98-1725.pdf}}</ref>
<ref name="Orton1996">{{Статья|заглавие=Galileo Photopolarimeter-radiometer observations of Jupiter and the Galilean Satellites|издание=Science|год=1996|том=274|номер=5286|страницы=389—391|bibcode=1996Sci...274..389O|doi=10.1126/science.274.5286.389|автор=Orton, G.S.|язык=en}}</ref>
<ref name="Marius_1614">{{книга
 |автор=[[Марий, Симон|Simone Mario Guntzenhusano]].
 |заглавие=Mundus Iovialis anno M. DC. IX Detectus Ope Perspicilli Belgici
 |год=1614
 |место=[[Нюрнберг|Norimberga]]
 |ссылка=https://books.google.com/books?id=eFJRAAAAcAAJ&pg=PP35
}}</ref>
<ref name="NASA_2014">{{cite web
 |url          = https://www.nasa.gov/jpl/news/ganymede20140501/#.U2aVqON_vh4
 |title        = Ganymede May Harbor 'Club Sandwich' of Oceans and Ice
 |date         = 2014-05-01
 |publisher    = NASA
 |accessdate   = 2014-05-04
 |lang         = en
 |archive-date = 2014-05-04
 |archive-url  = https://web.archive.org/web/20140504032518/http://www.nasa.gov/jpl/news/ganymede20140501/#.U2aVqON_vh4
 |url-status     = live
}}</ref>
<ref name="Pappalardo2001">{{Статья
 |заглавие=The Grandeur of Ganymede: Suggested Goals for an Orbiter Mission
 |издание=Lunar and Planetary Science
 |год=2001
 |том=XXXII
 |страницы=4062
 |ссылка=http://www.lpi.usra.edu/meetings/outerplanets2001/pdf/4065.pdf
 |автор=Pappalardo, R.T.
 |язык=en
 |bibcode=2001iaop.work...62P
 |archivedate=2009-03-27
 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20090327050808/http://www.lpi.usra.edu/meetings/outerplanets2001/pdf/4065.pdf
 }}</ref>
<ref name="Ananieva_2014">{{cite web
 |author       = Владислава Ананьева
 |url          = http://stp.cosmos.ru/index.php?id=1137&tx_ttnews%5Btt_news%5D=6184&cHash=bcf8c817aaf0b842374a08fb13ca8eb4
 |url-status     = dead
 |title        = Океан Ганимеда похож на сэндвич
 |date         = 2014-05-03
 |publisher    = Секция Совета РАН по космосу
 |accessdate   = 2014-05-04
 |archive-date = 2014-05-05
 |archive-url  = https://web.archive.org/web/20140505002736/http://stp.cosmos.ru/index.php?id=1137&tx_ttnews%5Btt_news%5D=6184&cHash=bcf8c817aaf0b842374a08fb13ca8eb4
}}</ref>
}}

== Литература ==
* {{книга
 |автор         =[[Бурба, Георгий Александрович|Бурба Г. А.]]
 |ответственный =Отв. ред. [[Флоренский, Кирилл Павлович|К. П. Флоренский]] и Ю. И. Ефремов
 |заглавие      =Номенклатура деталей рельефа галилеевых спутников Юпитера
 |ссылка        =
 |место         =Москва
 |издательство  =Наука
 |год           =1984
 |страниц       =84
 |ref           =
}}

== Ссылки ==
{{Навигация}}
* {{cite web |title = Ганимед на сайте «Freescience — исследование Солнечной системы» |url = http://www.freescience.ru/ganimed/main.html |archiveurl = https://web.archive.org/web/20110325114323/http://www.freescience.ru/ganimed/main.html |archivedate = 2011-03-25 |url-status = dead }}
* [http://www.nineplanets.org/ganymede.html Ганимед] на сайте «Девять планет»
* [http://solarviews.com/eng/ganymede.htm Ганимед] в «Видах Солнечной системы»
* [http://www.lpi.usra.edu/resources/gc/gchome.shtml Список кратеров Ганимеда]
* [https://photojournal.jpl.nasa.gov/target/Ganymede Галерея фотографий Ганимеда на сайте НАСА]
* [https://www.scientificamerican.com/media/inline/blog/Image/ganymede_map.jpg Карта Ганимеда] from [https://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=ganymede-new-map Scientific American article]
* [https://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/?IDNumber=PIA03781 Ganymede map with feature names] from [https://photojournal.jpl.nasa.gov/ Планетарный фотожурнал]
* [https://planetarynames.wr.usgs.gov/Page/GANYMEDE/target Список наименованных деталей поверхности] и [https://planetarynames.wr.usgs.gov/images/gany_15ppi.pdf карта с их актуальными названиями] в [https://planetarynames.wr.usgs.gov номенклатурном справочнике IAU и USGS]
* [http://stereomoons.blogspot.com/2009/10/galileo-4-moons-at-400-years.html 3D-изображения и видеоматериалы Пола Шенка о Ганимеде и прочих спутниках планет Солнечной системы]
* [https://pubs.usgs.gov/sim/3237 Карта Ганимеда] (USGS){{ref-en}}

{{Библиоинформация}}
{{Спутники Юпитера}}
{{Спутники Солнечной системы}}
{{Солнечная система}}
{{Юпитер}}
{{Атмосферы}}
{{Хорошая статья|Астрономия}}

[[Категория:Ганимед (спутник)| ]]
[[Категория:Астрономические объекты, открытые в 1610 году]]