Ganymedes, eller Jupiter III, er en av Jupiters måner. Den er den syvende månen og den tredje galileiske månen utover fra Jupiter. Månen fullfører et omløp på 7,15 jorddager og har 1:2:4-baneresonans med månene Europa og Io. Diameteren på  km gjør Ganymedes til den største månen i solsystemet; 2 % større enn Saturns største måne Titan, som er nest størst. Massen er 2,02 ganger massen til månen. Ganymedes er 8 % større enn planeten Merkur, men massen er kun 45 % av Merkurs.

Ganymedes er sammensatt av omtrent like mengder av silikatstein og vann i en fase av is. Månen er fullt differensiert med en jernrik flytende kjerne. Et saltvannshav antas å eksistere nær 200 km under overflaten, klemt mellom lag av is. Overflaten er sammensatt av to hovedtyper av terreng. Mørke regioner mettet med nedslagskratre er datert til fire milliarder år siden og dekker ca. en tredjedel av overflaten. Litt yngre, lysere regioner med avskjærende fordypninger og åsrygger dekker den resterende overflaten. Det lyse terrengets geologi skyldes trolig tektonisk aktivitet forårsaket av tidevannsoppvarming.

Ganymedes er den eneste kjente satellitten i solsystemet med en magnetosfære, sannsynligvis dannet gjennom konveksjon i den flytende jernkjernen. Magnetosfæren er begravd i Jupiters mye større magnetfelt og er koblet til det gjennom åpne feltlinjer. En tynn atmosfære av oksygen inkluderer , og muligens (ozon) og en mindre bestanddel av hydrogen. Det er ukjent om en ionosfære er forbundet til atmosfæren.

Ganymedes kan ha blitt observert av den kinesiske astronomen Gān Dé (甘德) sommeren 365 f.Kr. Den første sikre observasjonen ble gjort av Galileo Galilei den 7. januar 1610. Månens navn ble raskt foreslått av astronomen Simon Marius, og hentyder til den mytologiske Ganymedes, munnskjenken for de greske gudene og Zevs elsker i Olympos. Pioneer 10 var i 1973 det første romfartøyet som undersøkte Ganymedes i detalj, og det er blitt etterfulgt av seks andre romsonder.

Ganymedes deler navn med nærjordsasteroiden 1036 Ganymed.

Nomenklatur Gallileo Gallilei hevdet retten til å navngi de galileiske månene. Han vurderte benevnelsen «kosmiske stjerner», men landet på de «medicianske stjernene». Den franske astronomen Nicolas-Claude Fabri de Peiresc foreslo personnavn fra Medici-familien, men forslaget ble ikke tatt opp.

Simon Marius hevdet også å ha funnet de galileiske månene. Selv om han ikke ble kreditert oppdagelsen, ble hans navn på månene tatt i bruk. I publikasjonen Mundus Iovialis anno M.DC.IX Detectus Ope Perspicilli Belgici fra 1614 foreslo han navnene «Jupiters Merkur» (Io), «Jupiters Venus» (Europa), «Jupiters Jupiter» (Ganymedes) og «Jupiters Saturn» (Callisto), eller den første, andre, tredje og fjerde av de «jovianske planetene».

Nomenklaturen slo ikke an. Basert på forslag fra Johannes Kepler i oktober 1613, utarbeidet han et skjema hvor månene var oppkalt etter elskerinnene til Zevs fra gresk mytologi eller hans ekvivalent Jupiter fra romersk mytologi. Den tredje av de største månene ble oppkalt etter skikkelsen Ganymedes fra gresk mytologi, munnskjenken for de greske gudene og Zevs elsker i Olympos:

Navnene til Marius ble lenge tatt ut av bruk, men ble vanlige i midten av det 20. århundre. Tidligere astronomisk litteratur brukte ofte romertall (et system introdusert av Galileo): Io ble kalt Jupiter I eller «Jupiters første måne», Europa ble kalt Jupiter II eller «Jupiters andre måne», Ganymedes ble kalt Jupiter III eller «Jupiters tredje måne» og Callisto ble kalt Jupiter IV eller «Jupiters fjerde måne». Etter oppdagelsen av Saturns måner ble det foreslåtte navnesystemet til Kepler og Marius brukt for Jupiters måner. Ganymedes er den eneste galileiske måne som er oppkalt etter en mannsperson – som Io, Europa og Callisto var han en av Zevs elskere.

Omløp og rotasjon Ganymedes er den tredje av de galileiske satellittene. Den går i bane rundt Jupiter i en avstand av  km og fullfører én runde på syv dager og tre timer. I likhet med de fleste kjente månene har Ganymedes en bundet rotasjon, hvor den samme siden av månen alltid vender mot planeten. Banens svake eksentrisitet og inklinasjon mot den jovianske ekvator endres kvasi-periodisk i skalaene 0,0009–0,0022 og 0,05–0,32° over en tidsskala på århundrer på grunn av perturbasjon fra solen og Jupiter. Banevariasjonene fører til at aksehelningen (vinkelen mellom rotasjonsaksen og baneaksen) varierer fra 0 til 0,33°.

thumb|left|Laplace-resonansen til Ganymedes, Europa og Io.

Ganymedes har en baneresonans med Europa og Io; for hvert omløp Ganymedes gjør rundt Jupiter gjør Europa to omløp og Io fire omløp. Den overordnede konjunksjonen med Io forekommer alltid når Io er ved periapsis og Europa ved apoapsis. Den overordnede konjunksjonen med Europa oppstår når Europa er ved periapsis. Lengdene til konjunksjonene for Io-Europa og Europa-Ganymedes endres med samme forhold, og gjør tredoble konjunksjoner umulig. Dette kalles en Laplaceresonans.

Den nåværende Laplace-resonansen tillater ingen høyere baneeksentrisitet. Verdien på ca. 0,0013 er sannsynligvis en rest fra en tidligere epoke da slik økning var mulig. Baneeksentrisiteten er noe gåtefull: Beregninger kan tyde på at hvis den ikke økes nå, skulle den egentlig ha opphørt for lenge siden på grunn av tidevannsdissipasjon i det indre av Ganymedes Dette betyr at den siste eksentrisiteteksitasjonen fant sted for flere hundre millioner år siden. Siden baneeksentrisiteten bare er 0,0015 i gjennomsnitt, er tidevannsoppvarming ubetydelig. I fortiden kan Ganymedes ha gått gjennom en eller flere Laplace-lignende resonanser, hvor lengdene mellom resonansene stod i forhold som var desimaltall i stedet for heltall. Disse resonansene tillot baneeksentrisiteter så høye som 0,01–0,02. Dette kan ha forårsaket en eller flere hendelser med betydelig tidevannsoppvarming, som har dannet det rillede terrenget.

Laplace-resonansen kan ha eksistert siden dannelsen av solsystemet, men kan også ha utviklet seg senere. Et mulig hendelsesforløp er at tidevannsoppvarmingen på innsiden av Io forårsaket at Ios bane utvidet seg til den påtraff 2:1-resonans med Europa. Etter det fortsatte utvidelsen, men noe av vinkelmomentet ble overført til Europa, ettersom resonansen forårsaket at også Europas bane utvidet seg. Prosessen fortsatte helt til Europa nådde 2:1-resonans med Ganymedes. Til slutt ble bevegelsesforholdet til konjunksjonene mellom alle tre månene synkronisert og låst i Laplace-resonansen.

Fysiske egenskaper Sammensetning thumb|En skarp grense deler det eldgamle terrenget i Nicholson Regio fra det yngre og fint tverrspriptete terrenget i Harpagia Sulcus. Gjennomsnittlig tetthet på 1,936 g/cm³ antyder en sammensetning av omtrent like deler av bergarter og vann – hovedsakelig i form av is. Massefraksjonen av is ligger mellom 46 og 50 %, noe lavere enn i Callisto. Flyktige iser som ammoniakk kan også være til stede. Den eksakte sammensetningen av bergartene er ukjent, men ligger trolig nær sammensetningen av L/LL-type kondritter som har mindre totalt jern, mindre metallisk jern og mer jernoksider enn H-kondritter. Vektforholdet mellom jern og silisium er 1,05–1,27, mens forholdet på solen er ca. 1,8.

Overflatens albedo er ca. 43 %. Vann i en fase av is synes å være utbredt på overflaten, med en massefraksjon på 50–90 %, betydelig mer enn i Ganymedes som helhet. Nær-infrarød spektroskopi har avslørt sterke absorpsjonsband på bølgelengder av 1,04, 1,25, 1,5, 2,0 og 3,0 μm. Det riflete terrenget er lysere og har en mer isete sammensetning enn det mørke terrenget. Analyser av høyoppløselige bider i det nær-infrarøde og ultrafiolette spektrum tatt fra bakken og Galileo har vist karbondioksid, svoveldioksid og, muligens cyanogen, svovelsyre og ulike organiske forbindelser. Bilder fra Galileo viste også magnesiumsulfat () og muligens natriumsulfat () på overflaten. Saltene kan komme fra det underjordiske havet.

Overflaten er asymmetrisk. Den førende halvkulen – som vender mot fartsretningen – er lysere enn den som vender bort. Tilsvarende forhold gjelder for Europa, men for Callisto er det motsatt. Den bakerste halvkulen ser ut til å være beriket med svoveldioksid. Fordelingen av karbondioksid viser ingen tegn på halvkuleasymmetri. Det er likevel observert lite eller ingen karbondioksid nær polene. Nedslagskraterene på Ganymedes viser ikke, med unntak av ett, noen berikelse i karbondioksid, noe som også skiller den fra Callisto. Karbondioksiden på Ganymedes gikk trolig tomt i fortiden.

Indre struktur thumb|Modell av en kald og stiv skorpe av is, en ytre varm ismantel, en indre silikatmantel og en metallkjerne. Ganymedes ser ut til å være fullt differensiert, bestående av en jernsulfid–jernkjerne, silikatmantel og en ytre ismantel. Modellen støttes av den lave verdien av dens dimensjonsløse treghetsmoment som ble målt under Galileos forbiflyvninger. Faktisk har Ganymedes det laveste treghetsmomentet blant de faste himmellegemene i solsystemet. En flytende, jern-rik kjerne gir en naturlig forklaring på magnetfeltet som ble oppdaget av Galileo. Konveksjonen i det flytende jernet, som har en høy elektrisk ledeevne, er den mest fornuftige modellen for generering av et magnetfelt.

Den nøyaktige tykkelsen på de ulike lagene avhenger av sammensetningen av silikater (fraksjon av olivin og pyroksen) og mengden med svovel i kjernen. De mest sannsynlige verdiene er 700–900 km for kjerneradien og 800– km for tykkelsen av den ytre ismantelen, mens resten er en silikatmantel. Tettheten av kjernen er 5,5–6 g/cm³ og silikatmantelen er 3,4–3,6 g/cm³. Noen modeller av magnetfeltet krever en fast kjerne utelukkende bestående av jern på innsiden av den flytende Fe–FeS-kjernen – tilsvarende strukturen i jordens kjerne. Radiusen på denne kjernen kan være opp til 500 km. Temperaturen er sannsynligvis  K med et trykk opp til 10 GPa.

Overflateformasjoner

thumb|Mosaikkbilde av den anti-jovianske halvkule. Det gamle mørke området Galileo Regio ligger øverst til høyre. Området er delt fra den mindre mørke regionen Marius Regio på venstre side av lysere og yngre striper av Uruk Sulcus. Ny is kastet ut fra den relativt nye Osiris Crater dannet de lyse strålene nederst. Overflaten er en blanding av svært gamle, mørke regioner med mye kratre og noe yngre (men fremdeles eldgamle), lysere regioner markert med et omfattende utvalg av riller og rygger. Det mørke terrenget, som utgjør omtrent én tredjedel av overflaten, inneholder leire og mulige organiske materialer som kan indikere sammensetningen til nedslagsobjektene som de jovianske månene akkrerte fra.

thumb|left|Fremstilling av Ganymedes sentrert over 45° W. lengdegrad. De øvre og nedre mørke områdene er Perrine- og Nicholson-regionene; de lysstrålende kratrene er Tros (oppe til høyre) og Cisti (nede til venstre).

Varmemekanismen som dannet det rillede terrenget er ukjent, men er trolig hovedsakelig tektonisk. Kryovulkanisme antas å ha spilt liten eller ingen rolle. De kreftene som forårsaket de sterke spenningene i islitosfæren som er nødvendig for å starte tektonisk aktivitet, kan kobles til tidevannsoppvarminger i fortiden, muligens når satellitten passerte gjennom ustabile baneresonanser.