نزدیک به ۴ میلیارد سال پیش، سیارکی عظیم که حداقل ۱۰ برابر بزرگ‌تر از سنگ نابودگر دایناسورها بود، با گانیمید، قمر یخی و بزرگ مشتری، برخورد کرد. این رویداد برخوردی عظیم به‌قدری مخرب بود که باعث شکل‌گیری بزرگ‌ترین دهانهی برخوردی منظومه شمسی شد و انحراف محوری قمر بزرگ مشتری را در پی داشت.

گانیمید سومین قمر بزرگ نزدیک به مشتری محسوب می‌شود که هر هفت روز یک بار مدار این غول گازی را کامل می‌کند. قطر این قمر به ۵۲۶۰ کیلومتر می‌رسد و بدین ترتیب سنگین‌ترین و بزرگ‌ترین قمر منظومه شمسی لقب می‌گیرد، به‌طوری‌که حتی از سیاره عطارد هم بزرگ‌تر است.

گانیمید مانند ماه زمین دارای قفل کشندی نسبت به سیاره والد خود است؛ به‌طوری‌که همیشه یک سمت آن به طرف سطح طوفانی و پیچان سیاره مشتری قرار دارد. به باور پژوهشگرها، این قمر، اقیانوسی با عمق ۱۰۰ کیلومتری زیر سطح یخی خود دارد.

پژوهشگرها در دهه‌ی ۱۹۸۰ میلادی متوجه شدند که بخش‌های بزرگی از سطح گانیمید با حلقه‌های هم‌مرکزی از شیارهای باریک پوشانده شده است که بقایای یک دهانه‌ی برخوردی بزرگ را در سمت دور قمر (نیمه‌ای که پشت به مشتری قرار دارد) احاطه کرده‌اند. تصاویر به دست‌آمده از فضاپیماهای بعدی مثل کاوشگر نیوهورایزنز ناسا نشان دادند که سطح خراشیده‌ی این قمر احتمالاً حاصل برخورد سیارکی عظیمی است که حدود ۶۰۰ میلیون سال پس از شکل‌گیری منظومه شمسی رخ داد.

در پژوهشی جدید که سه سپتامبر در مجله‌ی ساینتیفیک ریپورتس منتشر شد، نائویوکی هیراتا پژوهشگر و اخترشناس دانشگاه کوبه ژاپن، برخورد سیارک باستانی به گانیمید را با استفاده از شبیه‌سازی کامپیوتری بر اساس شیارهای این قمر بازسازی کرد. به این ترتیب هیراتا توانست به شکلی دقیق اندازه‌ی سنگ برخوردی به گانیمید را برای اولین بار محاسبه کند. بر اساس شبیه‌سازی‌ها این برخورد باعث انحراف گانیمید از محور اصلی خود شده است.

براساس تخمین‌های هیراتا، عرض دهانه‌ی برخوردی اولیه به ۱۶۰۰ کیلومتر می‌رسد و در نتیجه ۱۰ برابر عریض‌تر از بزرگ‌ترین ساختار برخوردی زمین، یعنی دهانه‌ی وردفرت در آفریقای جنوبی است؛ بنابراین دهانه‌ی گانیمید بزرگ‌ترین دهانه‌ی برخوردی شناخته‌شده در تاریخ منظومه شمسی محسوب می‌شود. با‌این‌حال دهانه تا مدت زیادی در ابعاد اصلی خود باقی نماند؛ چرا که سنگ‌ریزه‌های حاصل از این رویداد با سرعت بالایی به سطح گانیمید بازگشتند و بخش زیادی از گودال را پر کردند.

هیراتا بر اساس اندازه‌ی دهانه تخمین زد که سیارک برخوردی نزدیک به ۱۵۰ کیلومتر عرض داشته که تقریبا هم‌اندازه با ایالت دلاور آمریکا است. این سیارک ۱۰ الی ۱۵ برابر بزرگ‌تر از شهاب‌سنگ چیکسولوب بود که حدود ۶۶ میلیون سال پیش به مکزیک کنونی برخورد کرد و باعث نابودی ۸۰ درصد از گونه‌های جانوری روی زمین، ازجمله دایناسورهای غیرپرنده شد.

شبیه‌سازی‌ها همچنین نشان دادند که برخورد چگونه باعث منحرف‌شدن محور کشندی گانیمید از محور چرخشی آن شد و کج‌شدن قمر نسبت به مشتری را در پی داشت. محور قطبی سیاره زمین به شیوه‌ای مشابه در حدود ۴٫۵ میلیارد سال پیش بر اثر برخورد با پیش‌سیاره‌ای در ابعاد مریخ به نام تیا دچار انحراف شد. این پیش‌سیاره همچنین شکل‌گیری ماه زمین را در پی داشت و به همین دلیل امروز فصل‌های مختلفی را در طول سال تجربه می‌کنیم.

نکته‌ی جالب اینکه شبیه‌سازی‌ها نشان داد صرف‌نظر از موقعیت برخورد سیارک با سطح گانیمید، دهانه‌ی برخوردی به‌لطف آثار گرانشی بقایایی که دراثر برخورد به فضا پرتاب می‌شوند، همواره در نقطه‌ای یکسان در سمت دور از مشتری قرار می‌گرفت.

یافته‌های جدید به ارائه‌ی جزئیات درباره‌ی فصل مهمی در تاریخ گانیمید کمک می‌کنند. بااین‌حال، همچنین پرسش‌هایی را درباره‌ی تأثیر برخورد یادشده بر تکامل قمر مشتری و فرایند داخلی آن به‌ویژه اقیانوس زیرسطحی‌اش مطرح می‌کنند. به گفته‌ی هیراتا، برخورد عظیم سیارکی تأثیر چشمگیری بر تکامل آغازین گانیمید داشته؛ اما آثار ساختاری و گرمایی این برخورد بر فضای داخلی گانیمید هنوز بررسی نشده است.

پاسخ پرسش‌های هیراتا ممکن است در سال ۲۰۳۴ با پرواز کاوشگر اروپایی قمرهای یخی مشتری (JUICE) برفراز گانیمید، پیدا شوند. این کاوشگر در آوریل ۲۰۲۳ پرتاب شد و اولین مانور کمک گرانشی از سه مانور خود را ۲۱ اوت در اطراف منظومه ماه و زمین انجام داد. کاوشگر جوس در سال ۲۰۳۱ به سیاره مشتری خواهد رسید.