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．月球本身沒有像地球一樣的全球性磁場與磁層，只有由地殼磁性物質產生的局部地殼殘磁，而這些月球磁場異常區會在月球上空造成外部磁場增強現象。
．月球的迷你磁層邊界層與太陽風之間的速度切，可能產生渦流類型或震波類型的不穩定結構，可用流體力學中的克耳文– 亥姆霍茲不穩定加以解釋。
．透過月球探勘者觀測事件與磁流體數值模擬的比較，震波類型K-H 不穩定能重現月表上方約100 公里處的磁場增強結構，而渦流類型K-H 不穩定也可能在特定條件下進一步產生向高處傳播的磁流體波，解釋高空中的外部磁場增強現象。

在1960 ～ 1970 年代舉世聞名的阿波羅計畫（Project Apollo）的一系列登月與探月任務之後，登月探測任務便沉寂了幾十載，直至美國太空總署（National Aeronautics and Space Administration, NASA）向外公布「相隔50 年，我們決定重返月球！」消息一出，全世界又開始新一輪的月球探測熱潮，臺灣也有幸搭上了這一次探月的列車。

在太陽系的類地行星中，地球與火星是太陽系中類地行星裡擁有衛星的行星，月球的直徑是地球的四分之一，跟其他類木行星與它們的衛星體積相比，月球可以稱得上是非常「巨大」的衛星。月球始終以同一面朝向著我們，它表面分布著局部的強磁場區，而分布在月球背面的局部強磁場，就是我們這篇文章的主角。

月球本身沒有像地球一樣具有全球性的磁場與磁層（magnetosphere），它只有由地殼磁性物質產生的局部地殼殘磁，有些區域磁場強度可達數百奈特斯拉（nT），我們將這些區域稱為月球磁場異常區（lunar magnetic anomalies）。磁場異常區的磁場強度約為地球表面磁場強度的數百分之一到數千分之一，假設磁場強度會隨著高度的三次方遞減，太空船經過離月表100 公里高的區域即無法偵測到月球的磁場，此時的磁場量測值乃來自於太陽風行星際磁場 （interplanetary magnetic field）。

1960 年代的探險者35 號（Explorer 35）探月任務首次發現，在月球上方數百公里處突然出現強於背景太陽風磁場數倍的結構，當時學者們猜測其來源是太陽風中的擾動結構，接著在1970 年代阿波羅系列探月任務的觀測與研究下，學者開始將這些高空的磁場增強結構與月表的磁場異常區連結。在這之後，1990 年代的月球探勘者（Lunar Prospector）、2007 年發射的日本輝夜姬號，以及2011 年進入月球軌道的阿提米絲（ARTEMIS），都陸續在月球上方100 公里，甚至是800 公里觀測到相似的「類似震波磁場增強構造」（shocklike magnetic enhancement），隨著資料漸漸豐富，學者進一步證實這些月球外部磁場增強現象（lunar external magnetic enhancement）與太陽風擾動結構無關，而是由月表的磁場異常區所造成。於是科學家陸續提出了可能的物理機制來尋找兩者的關係，例如太陽風與磁場異常區造成類似地球艏震波（bow shock）的磁場壓縮結構，或是由太陽風反射而形成的磁場異常區的邊界層結構，但這些機制仍無法完整解釋月球外部磁場增強結構如何向上空延伸以及兩倍至十倍的振幅變化。

雖然月球沒有完整磁層結構，但這些局部的磁場異常區可以形成迷你磁層（mini-magnetosphere）。迷你磁層邊界層（mini-magnetopause）與太陽風作用時會產生速度切（velocity shear）。速度切是一種在流體中發生的流速差異，可以想像成風吹過海面、氣流流經群山山頂，或是河水流經石頭表面時，愈接近物體邊界層時流速愈低，這種速度在空間上的差異就是速度切。邊界層上的速度切會引發流體的不穩定，造成了海面的波浪、山頂上的漩渦狀雲系以及流經石頭的渦流，這些現象就是流體力學裡非常著名的克耳文– 亥姆霍茲不穩定（ Kelvin-Helmholtz instability）所造成的結果。K-H 不穩定能解釋許多中性流體現象，也同樣會發生在太空中。太空中的電漿可以視為具帶電性質的流體，且運動受到電場與磁場的影響，此研究領域稱之為磁性流體力學（magnetohydrodynamics, MHD）。因此，太空中只要能發生速度切的地方就有可能發生流體的不穩定，其中被太空科學家廣為研究的議題就是行星磁層與太陽風交界面所產生的K-H 不穩定。由於大家熟知的K-H 不穩定表現出來的特徵是渦流或波浪，所以太空科學領域針對行星磁層邊界層K-H 不穩定的研究，幾乎都圍繞在渦流結構的分析與討論。然而，渦流或波浪都是局限在邊界層的表面波，隨著遠離邊界層，表面波的影響就消失了。……【更多內容請閱讀科學月刊第679期】