천문학(天文學)은 항성, 행성, 혜성, 은하계 같은 천체와, 지구 대기 바깥쪽으로부터 비롯된 현상을 연구하는 자연과학의 한 분야이다. 우주의 진화, 물리학, 화학, 운석, 천체의 운동, 형성과 발전(진화) 등을 그 대상으로 한다.
천문학은 자연과학 가운데 비교적 일찍 시작된 학문으로, 천체를 관측하여 방위를 알고 항해의 원리에 이용하는 등의 목적으로 크게 발전되어 왔다.
17세기를 전후하여 발명된 망원경으로 천문학은 '더 멀리' 볼 수 있게 되었고, 20세기에 이르는 시기에 발전된 역학, 전자기학 및 상대성이론과 같은 현대 물리학의 업적은 천문학과 서로 도움을 주고 받으면서 새로운 장을 열었으며, 인간은 지구를 벗어나 우주 공간에서 우주를 관찰·탐험하는 경지에 이르렀다. 20세기에 접어들어 천문학은 천체물리학이라는 특수 연구 분야의 발전에 힘입어 천체에 관한 연구의 새로운 장을 열고 있다.
가니메데(Ganymede, 목성 III)는 목성의 위성으로, 태양계의 위성들 중 가장 크다. 목성에서 평균 거리 순으로 일곱 번째이고, 갈릴레이 위성 중에선 세 번째에 위치한다. 공전 주기는 약 7일이며, 유로파와 2:1, 이오와 4:1의 궤도 공명을 일으킨다. 가니메데는 지름 5,262km로 행성인 수성보다 8% 길지만, 질량은 수성의 45%에 불과하다. 태양계의 위성 중 두 번째로 큰 토성의 위성 타이탄보다 지름은 2% 더 크며, 질량은 10% 무겁다. 지구의 달과 비교하면 지름은 51% 더 크며, 질량은 2.02배이다.
가니메데는 규산염 암석과 얼음이 거의 같은 비율로 이루어져 있다. 구조는 잘 분화되어, 중심의 철이 풍부한 액체 상태의 핵, 얼음과 지하 바다가 번갈아가며 여러층을 이루고 있는 바깥 부분으로 구성된 것으로 추정된다. 가니메데의 표면은 크게 두 부분으로 나뉜다. 어두운 부분은 40억 년 전에 생긴 충돌구와 함께 위성 표면의 삼분의 일 가량을 덮고 있다. 그보다 덜 오래된 듯한, 광범위한 균열과 능선이 가로지르고 있는 밝은 부분이 나머지를 덮고 있다. 밝은 지역의 균열과 능선의 원인은 밝혀지지 않았지만, 조석 가열에 의한 판의 이동 때문으로 여겨지고 있다.