Ganymed je největší a nejhmotnější přirozený satelit nejen planety Jupiter, ale celé Sluneční soustavy. Se svým průměrem 5 268 kilometrů překonává nejen náš Měsíc (průměr 3 474 km), ale je dokonce výrazně větší než planeta Merkur (4 879 km) a trpasličí planeta Pluto (2 376 km). Kdyby Ganymed neobíhal kolem Jupiteru, ale přímo kolem Slunce, byl by bez váhání klasifikován jako plnohodnotná planeta.

Tento kolosální svět objevil 7. ledna 1610 Galileo Galilei. Simon Marius jej pojmenoval podle řeckého mladíka Ganyméda, syna trójského krále Tróa, který byl pro svou neobyčejnou krásu unesen Diem v podobě orla na horu Olymp, aby sloužil bohům jako číšník rozlévající nektar.

Ganymed je naprosto unikátním tělesem mezi všemi měsíci: je to jediný známý přirozený satelit ve Sluneční soustavě, který generuje své vlastní dipólové magnetické pole. Toto vnitřní pole vytváří uvnitř magnetosféry Jupiteru samostatnou miniaturní magnetosféru s vlastními polárními zářemi a radiačními pásy.

Hmotnost Ganymedu dosahuje $1{,}48 imes 10^{23}$ kg, což představuje více než dvojnásobek hmotnosti pozemského Měsíce. Jeho střední hustota je 1,94 g/cm³, což poukazuje na složení zhruba půl napůl rozdělené mezi křemičitanové horniny a vodní led.

Z geofyzikálního hlediska je Ganymed nejdokonaleji vnitřně diferencovaným tělesem ve Sluneční soustavě:

1. Tekuté kovové jádro: V samotném středu se nachází žhavé jádro ze železa a niklu s příměsí síry o poloměru zhruba 700 až 900 kilometrů. V tomto jádře funguje termální a kompoziční dynamo, které generuje magnetické pole.
2. Křemičitanový plášť: Masivní vrstva křemičitanových hornin o mocnosti zhruba 800 až 1 000 kilometrů obklopující jádro.
3. Sendvičový oceán a ledový plášť: Vnější vrstva o tloušťce zhruba 800 kilometrů je tvořena vodou a ledem. Data naznačují fascinující strukturu: oceán kapalné vody je „uvězněn“ mezi svrchním ledovým krunýřem (běžný led Ih) a spodní vrstvou exotických vysokotlakých fází ledu (led III, V a VI), které krystalizují pod obrovským tlakem na dně oceánu.

Povrch Ganymedu je fascinující mozaikou dvou zcela odlišných typů geologických terénů:

• Tmavé terény (Dark Terrains): Pokrývají přibližně jednu třetinu povrchu (nejznámější je obří kruhová oblast Galileo Regio). Jde o prastarou, 4 miliardy let starou kůru hustě posetou impaktními krátery a pokrytou tmavým křemičitým a organickým prachem. Jsou na ní patrné soustředné prstence brázd (furrows), což jsou pozůstatky gigantických impaktů z doby formování Sluneční soustavy.
• Světlé rýhované terény (Grooved Terrains): Tvoří zbývající dvě třetiny povrchu. Jde o geologicky mladší oblasti s vysokým albedem, protkané tisíci paralelních hřbetů a rýh. Tyto rýhy dosahují šířky desítek kilometrů, výšky stovek metrů a táhnou se tisíce kilometrů daleko. Vznikly tektonickým rozpínáním kůry v rané historii měsíce, kdy vnitřní zahřívání způsobilo praskání a rozestupování staré kůry a výlevy čistšího vodního ledu z hlubin (kryovulkanismus).

V roce 1996 zaznamenala sonda Galileo během těsného průletu naprostou senzaci: magnetometer naměřil stálé magnetické pole s dipólovým momentem třikrát větším, než má planeta Merkur. Povrchové magnetické pole na rovníku Ganymedu dosahuje intenzity zhruba 750 nanotesla (nT), což je více než okolní pole Jupiteru (kolem 120 nT).

V důsledku toho má Ganymed svou vlastní magnetosféru. Je to magnetická bublina o poloměru zhruba dvou až tří průměrů měsíce, která chrání rovníkové oblasti před bombardováním nabitými částicemi z radiačních pásů Jupiteru.

Na pólech Ganymedu, kde jsou magnetické siločáry otevřené a napojené na magnetosféru Jupiteru, pronikají elektrony do řídké kyslíkové atmosféry měsíce a vyvolávají stálé polární záře. Tyto záře byly v roce 2015 podrobně pozorovány Hubbleovým vesmírným dalekohledem v ultrafialovém spektru.

Pozorování polárních září z Hubbleova teleskopu přineslo geniální nepřímý důkaz o existenci hlubokého kapalného oceánu:
Magnetické pole Jupiteru osciluje s periodou rotace planety (10 hodin) a mělo by naklánět polární záře Ganymedu o přibližně $5{,}8^\circ$. Měření však ukázala, že polární záře oscilují pouze o $2{,}0^\circ$!

Tento rozdíl způsobuje masivní vrstva slané kapalné vody pod povrchem. Proměnné magnetické pole Jupiteru indukuje v elektricky vodivém slaném oceánu sekundární magnetické pole, které působí proti změnám pole Jupiteru a tlumí výkyvy polární záře. Vědci vypočítali, že oceán na Ganymedu leží v hloubce zhruba 150 km pod ledem a může mít tloušťku až 100 kilometrů – obsahuje tedy více vody než všechny oceány na Zemi dohromady.

Podobně jako Europa má i Ganymed velmi řídkou atmosféru z molekulárního kyslíku ($O_2$), která vzniká radiolytickým rozkladem povrchového ledu nabitými částicemi. Na Ganymedu byla navíc spektroskopicky detekována přítomnost ozonu ($O_3$), který je uvězněn v mřížce povrchového ledu především v polárních oblastech.

• Pioneer 10 a 11 (1973–1974): První přelety a přiblížení.
• Voyager 1 a 2 (1979): Zmapovaly rozdělení na tmavé a rýhované terény a změřily přesný průměr měsíce.
• Sonda Galileo (1995–2003): Objevila magnetické pole, změřila moment setrvačnosti a provedla celkem šest detailních průletů.
• Sonda Juno (2021): Proletěla pouhých 1 038 kilometrů nad povrchem a získala dosud nejostřejší fotografie rýhovaných terénů.
• JUICE (ESA): Vlajková mise Evropské kosmické agentury má Ganymed jako svůj absolutní hlavní cíl. V roce 2034 sonda vstoupí na oběžnou dráhu kolem Ganymedu jako první lidská sonda v historii, která bude obíhat jiný měsíc než pozemský Měsíc. Bude detailně zkoumat jeho magnetosféru, oceán a geologickou stavbu.

Ganymed je nejjasnějším ze všech Jupiterových měsíců – jeho zdánlivá jasnost dosahuje přibližně 4,6 magnitudy. Kdyby nebyl oslňován mateřským Jupiterem, byl by za temné noci snadno viditelný pouhým okem. V jakémkoli malém dalekohledu je vidět jako zřetelný zářící kotouček, a ve velkých amatérských přístrojích (průměr 250 mm a více) při vynikajícím seeingu lze na jeho disku rozeznat i náznaky tmavých albedových útvarů (jako je Galileo Regio).