太阳系的张力——火星

随着“天问一号”的发射、“祝融号”的成功登陆，中国航天在火星上实现了一次性完成绕火观测和火星车降落的科学目标，这也在一定程度上说明了航天事业的进一步发展，从月球到火星便是新的一次突破，而未来，中国还将继续往太阳、太阳系外探测，秉持严谨态度，展望星际蓝图。

作为一颗类地行星，且在地球轨道外，所以火星经常给人一种未来“第二个家园”的感觉。因此，对它的勘探国内外一直有所“动作”，下表1列出了相关成功的探测仪器。

观测表明，火星已经没有强偶极场的存在，所以基本整个都裸露在行星际中，充满危险的气息。当然，研究认为其很久很久以前还是存在的，知识现在剩余的基本上都是南半球的岩石性磁场。而它表面遍布的沙尘就像地球的沙漠一样只要有风，便模糊整个身躯。当有幸夜晚抬头仰望的时候，那颗闪烁的红色星球便是“火星”，它的红不是自身发光的红，而是因为太阳光照射在沙尘上反射的红，却又带点橘色。

类似地球的火星，它也有着自转轴倾斜，从而有了周日和季节性变化，由于其轨道偏心率更椭，这种变化更为复杂。火星的两个极冠由季节性极冠（二氧化碳）和残留极冠（水冰、永久冻结）组成。火星的表面既有广袤的平原，也有巨大的火山和渠道、峡谷。

作为极好的行星样本，火星有着其丰富的资料，有着从内至外、从古至今、从低到高的各种空间维度的研究内容，其中关于行星历史和生命的起源便是其中之一。

研究认为，火星自转迅速，却缺乏一个全球性磁场，因此它的核心必然是非金属或者非液态，或两者兼而有之（《今日天文》）。另外，火星地形南北半球不对称性（图2）、晨昏侧不对称性（图3）均是各个小领域的重要比较对象。

而当前对于其各层分布和行星际磁场的示意图主要基于Espley(2018)或Lillis et al.(2019)，如图4-1，4-2所示。不难看出，火星仍然有其诱导的磁层，而这个磁层与太阳风的分界面也有存在“弓激波”，只是这个弓激波面的位形并不是稳定存在的，而是时时刻刻受到环境的扰动就可能有着其自身的响应。

其中，和地球对比最明显的差别便是没有内禀强偶极磁场的火星直接可以与太阳风相互作用，驱动产生各种不同形式的等离子体波动，以及离子逃逸。耀斑爆发、日冕物质抛射都是太阳剧烈活动的表征，而太阳风在行星际磁场的大尺度结构通常有：高低速流相互作用区（SIR）、行星际日冕物质抛射（ICME）等。

观测特征上总结来讲，有：

1. SIR：密度先上升后下降，温度随后随密度变化，磁场变化相反；

2. ICME：磁场增强、速度减小、密度减小、温度较低、光滑旋转、基本不变，有时可看到明显的双向电子流。

而这些大尺度结构由于观测限制和卫星移动，有时候证认的特征并非都要同时满足。其当然会对火星整个空间环境产生严重干扰和变化，需要借助卫星观测的数据来证实相关的理论讨论结果，因此这不同于地球强偶极场的“屏蔽”，火星在这方面显得更加“开放”和“包容”，张弛有度，魅力无限。

而中国青海的柴达木盆地就有着和火星类似的地表环境，将此作为研究火星着陆器探测和环境监测的另一种“标志地点”，也说明了将会有愈来愈多的力量凝结此处，共话这颗充满张力的星球——“火星”。

自此，关于行星空间物理的内容将告一段落，由于研究方向的差异，在这里十分可惜没有囊括所有行星和卫星、小行星的相关内容，如果在未来某些时间段对这些有进一步了解或者理解加深，将再单独成立篇章进行描述。当然，行星科学的内容除了系内的，还有系外的，系外的行星研究主要还是集中在它们的质量、光度与太阳系的宿主恒星（太阳）、有生命活力的地球为参照。开普勒望远镜数据发现，系外的行星系统和太阳系有着极其不同的差异，这似乎说明了太阳系的“特殊性”，当然，是不是也有可能有其他生命形式的存在，还值得商榷。这就衍生出许许多多交叉学科，如：天文生物学、天文医学、天文化学等等。我们也期待下一代系外行星望远镜的发展，为拓展不可思议的生命存在形式、丰富天文学知识框架等打下更为扎实、有说服力的依据。毕竟，我们的征程依旧是那片“未知”的星辰大海。