Ganymède (Jupiter III) est l'un des quatre satellites galiléens de Jupiter. C'est, avec un diamètre de 5262 km (supérieur à celui de Mercure), la plus grosse lune du Système solaire. Ganymède circule sur une orbite dont le rayon moyen est de 1,07 million de kilomètres. Sa période de rotation est égale à sa période de révolution, ce qui signifie que Ganymède montre toujours la même face à Jupiter. La température à la surface de Ganymède varie d'environ -160°C dans les régions sans soleil à environ -130°C près de l'équateur pendant la journée. 

Ganymède a été observé pour la première fois par Galilée  en janvier 1610, en même temps que trois autres lunes galiléennes de Jupiter : Io, Europa et Callisto. Elle doit son nom au personnage mythologique Ganymède, prince troyen emmené sur le mont Olympe par Zeus pour lui servir d'échanson. Les sondes  Pioneer 10 (1973) et Pioneer 11 (1974), l'ont approché, puis les sondes Voyager 1 et 2 (1979), Galileo (1995) et Juno (2019). La future mission JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) de l'Agence spatiale européenne a été lancée le 14 avril 2023, et devrait atteindre le système jovien en 2031, se mettre en orbite autour de Ganymède l'année suivante, pour ensuite s'y écraser, quand elle aura épuisé son carburant. 

L'intérieur de Ganymède.
La structure interne de Ganymède est hypothétique. On pense toutefois que sa structure interne est différenciée, ce qui signifie qu'il possède des couches distinctes de compositions et de densités différentes. Un modèle sommaire peut déjà en être élaboré à partir de quelques observations. Ainsi la densité de l'objet est faible et laisse supposer qu'il est composé à parts à peu près égales de roches et d'eau. Les roches et les éléments lourds dans des couches profondes, l'eau, sous forme de glace et peut-être aussi à l'état liquide, dans les couches supérieures. 

Un modèle à quatre couches principales de l'intérieur de Ganymède pourrait alors  intégrer les éléments suivants : un noyau métallique, un manteau rocheux, une couche d'eau liquide et une couche superficielle de glace. 

• Le noyau métallique. - Composé de fer et de nickel ou de fer et de soufre, le noyau de Ganymède aurait entre 500 et 800 km de rayon. Solide en son centre, il pourrait être liquide en périphérie et expliquer ainsi le champ magnétique de Ganymède.

• Le manteau rocheux. - On pourrait attribuer au manteau rocheux, composé de silicates et d'autres minéraux, une épaisseur se situant entre 500 et 1000 kilomètres. Soumis à des conditions de pression et de température élevées, ce manteau pourrait être partiellement fondu, et contribuer lui aussi à la génération du champ magnétique.

• L'océan liquide. - La présence d'une couche d'eau à l'état liquide enveloppant entièrement le manteau rocheux de Ganymède est sans doute l'élément le plus spéculatif du modèle, mais aussi le plus stimulant. Cet océan souterrain, salé, serait maintenu à l'état liquide par la chaleur générée par les forces de marée engendrées par les interactions gravitationnelles de Ganymède et de Jupiter. S'il existe bien, l'océan souterrain de Ganymède doit contenir plus d'eau que tous les océans de la Terre réunis.

• La couche de glace. - Au-dessus de la couche d'eau liquide (ou, à défaut, au-dessus du manteau rocheux) se trouve une couche de glace d'eau, dont la surface  est directement accessible à l'observation, et qui doit avoir plusieurs kilomètres d'épaisseur, peut-être une centaine. Cette couche de glace peut être composée d'une combinaison d'eau, de dioxyde de carbone et d'autres composés volatils. Elle pourrait être séparée elle-même en deux régions différentes :

+ une couche supérieure de glace d'eau relativement pure;

+ une couche inférieure de glace pouvant contenir des sels ou d'autres impuretés. 

Cette glace n'est pas complètement solide : elle s'écoule lentement, se déforme. Ce qui peut alors expliquer le réseau de rainures observable à la surface de Ganymède.-

Cratères et sillons à la surface de Ganymède.

La surface de Ganymède.
Cette surface présente des cratères d'impact, des terrains rainurés et des régions sombres. Les terrains rainurés correspondent à de longs sillons et bandes claires qui pourraient être les traces de grands épanchements passés. On suppose que ces derniers sont dus à la remontée d'eau par des fissures que des impacts avec de gros météorites auraient occasionné sur la surface de glace relativement fine du corps, ou aux effets des tensions engendrées par les forces agissant dans les régions profondes.

  • Les cratères : Un grand nombre de cratères d'impact criblent la surface de Ganymède. Leur taille varie de celle de petits cratères simples à celle de grands bassins à anneaux multiples. Certains cratères de Ganymède ont un fond sombre et des rayons brillants qui s'étendent vers l'extérieur, ce qui indique qu'ils sont relativement jeunes. Certains des plus grands bassins, comme celui  de Galileo Regio, d'un diamètre de 4800 km, ont probablement été formés par des impacts suffisamment puissants pour faire fondre la croûte glacée et créer des perturbations à grande échelle à l'intérieur de de Ganymède. 

• Terrains rainurés : Ganymède présente également un riche système de rainures et de crêtes qui se seraient formées à la suite d'une activité tectonique. On pense que ces formation géologiques pourraient être liées à l'océan souterrain. L'océan pourrait interagir avec la coquille glacée, la fissurant et la déplaçant, ce qui produirait les éléments tectoniques observées à la surface.

• Terrains sombres. - Outre les cratères d'impact et les sillons, Ganymède présente un certain nombre de régions sombres (d'ailleurs fortement cratérisées), qui seraient constituées d'un mélange de glace et de composés organiques sombres. La nature exacte de ces composés n'est pas encore connue, mais il est possible qu'ils se soient formés de molécules organiques issues de matériaux  riches en matières volatiles éjéctés par des éruptions depuis de l'intérieur de Ganymède  et décomposées sous l'effet du bombardement de particules impulsé par le champ magnétique intense de Jupiter.

En bibliothèque. - David A. Rothery, Ganymede: A New Understanding of the Most Intriguing Moon, John Wiley & Sons, 2015. - Patrice Beauchamp, Alyssa Rosemartin,The Surface of Ganymede, Annual Review of Earth and Planetary Sciences, vol. 46, 2018. - Steve Vance, Mark P. Panning,Ganymede's Subsurface Oceans and Their Interaction with the Surface, Space Science Reviews, vol. 214, no. 1, 2018.  Krishan Khurana, Chris Russell, et Margaret Kivelson, Ganymede's internal magnetic field and its coupling to the plasma environment, Journal of Geophysical Research: Space Physics, vol. 123, no. 4, 2018. - Xin Ren, Roger J. Phillips et Paul M. Schenk, Global tectonic patterns of Ganymede as revealed by stereo-derived digital elevation models, Icarus, vol. 307, 2018. - Akio Makishima, Shogo Tachibana, Ganymede: Origin and Evolution, Geochemical Journal, vol. 51, no. 5, 2017.  Joachim Saur, Krishan Khurana, Ganymede's atmosphere and its interactions with the plasma environment, Journal of Geophysical Research: Space Physics, vol. 119, no. 6, 2014. - Robert T. Pappalardo, William B. McKinnon, et Krishan Khurana, Ganymede: Geology, Geophysics, and Interior, Cambridge University Press, 2014.