火星上有没有磁层呢？要回答这个问题我们需要了解，星体具有什么样的特性才能和太阳风作用形成磁层。简单来说，磁层就是高速太阳风流体与行星磁场作用，将行星磁场压缩在一个有限空间区域内形成的结构。我们都知道，当高速流体迎面流向静止物体时，会产生一道激波，太阳风与行星的相互作用正是如此。当太阳风以超高速作用于地球时，就会在磁层顶前方形成一道激波，也被称为弓激波。那是不是所有能产生弓激波的星体都能形成磁层呢？火星上有没有磁层呢？

    图中红色发亮的弓形区域就是弓激波

    要回答这些问题，我们就得先来看看星体是否具有大气和足够强的磁场了，因此我们将太阳风与星体相互作用分为以下几种情况。

    第一种就是星体既没有大气也没有磁场，这会是一种什么情况呢？首先我们来看看地球的好卫士—月球，它就是这一类星体的代表。月球是一个孤独卫士，没有大气也没有地球一样的偶极场，因此它的电导率极低。太阳风可不是一般的流体，它是磁流体，换句话说，就是穿梭在太阳系中流动的导体。月球在太阳风拂过它的时候，可是一点抵抗力也没有（不是不想，实在自身能力有限，电导率太低），太阳风的一切它照单全收，行星际磁场也顺便通过扩散作用渗透到月球深处（所以说，月球一点磁场也没有那是不对的，这不还吸收点行星际磁场么！）。具某研究显示，月球曾经也是有液态水存在的，由于自身保护不力，导致水土流失严重，全被太阳风带跑了，这也就是为什么我们看到今天的月球，一片荒芜！

    月球表面的荒芜

    再来说说第二种情况：星体没有磁场但有大气。有大气就好很多了，这好歹有了点守护家园的指望。这时太阳风面对的就不是光秃秃的星体表面了，它需要突破大气这一道防线。当大气受到太阳辐射时会电离，形成电离层，当等离子体的热压足以抵抗太阳风的动压时，就会形成电离层顶，电离层顶可以有效地防护太阳风的入侵。如果等离子体热压不足以抵御太阳风动压时，会发生什么呢？我想说：那它就只好和月球去做伴了。金星就是这一类星体的杰出代表，它是幸运的，尽管只有大气没有偶极场，它依旧可以抵御太阳风的骚扰甚至拥有一个磁层结构。它是怎么做到的？原来，金星的电离层与太阳风相互作用时由于电磁感应效应会产生一个感应磁场，这个磁场可以使太阳风粒子发生偏转，从而形成磁层结构。不得不说，金姐还留着一手啊！

    最后一种情况，相信大家都猜到了，就是既有偶极场磁场又有大气的星体。这种相互作用我们再熟悉不过了，我们地球家园就是在它们的护卫下，人类得以繁衍生息。行星的偶极磁场在行星周围筑起一道防线，使得太阳风绕流，形成磁层结构。即便有粒子进入磁层内部，大气作为第二道防线，也能将其绞杀在星光绚丽中。太阳风的粒子是无法进入地球内部的，行星际磁场也无法扰乱星体的磁环境，即使在太阳风动压极强的情况下，双剑合璧也能力保城池不失。水星、木星、土星和天海王双星都属于这一阵列，磁场大小就另当别论了。

    欧空局“金星快车”探测器绘制的金星磁场在太阳风作用下的壮观情景

    接下来，我们就该公布一下本周小课堂问题的答案了，火星究竟有没有磁层结构呢？

    1965年，“水手”四号飞船抵达距火星中心约3.9个火星半径的地方，第一探测到了火星磁场、火星电离层和火星磁层顶。“水手”四号是美国发射的一系列以飞掠方式进行星际旅行的第四颗火星探测器，并且是第一颗成功飞越火星的探测器，它拍下了第一张火星表面的图片，还是从外行星拍的哦。这一系列第一也是第一次从观测上向人类证实，火星是有磁层结构的。你答对了吗？

    “水手4号”太空船近距离拍摄火星表面

    研究表明，火星有由星体内部结构而产生的固有磁场，也有类似地球那样的磁层顶，但观测表明火星磁场的强度很弱，甚至不足以起到抵达太阳风的作用，但在某些区域有感应磁场存在可以强化局部磁场的作用。飞船观测表明，火星上也是有电离层，但是高度很低，由于卫星观测位置的原因，对火星磁层和电离层的观测还有待进一步深入。