Группа учёных из обсерваторий Юньнань Китайской академии наук пролила новый свет на процесс магнитного пересоединения, вызванного быстро расширяющейся плазмой, используя магнитогидродинамическое (МГД) численное моделирование. Их выводы, [опубликованные](https://link.springer.com/10.1007/s11433-025-2688-0) недавно в Science China Physics, Mechanics & Astronomy, выявили ранее не наблюдавшиеся тонкие структуры и физические механизмы, лежащие в основе этого фундаментального явления.
Магнитное пересоединение — процесс, при котором линии магнитного поля разрываются и вновь соединяются, высвобождая огромную энергию, — имеет решающее значение для понимания взрывных событий в плазме, от лабораторных экспериментов до [солнечных вспышек](https://phys.org/tags/solar+flares/) и космической погоды.
Команда сосредоточилась на том, как этот процесс протекает в условиях быстрого воздействия, исследуя три различных режима пересоединения: накопление потока, Зоннерупа и гибридный. Эти режимы, как они обнаружили, возникают из-за изменений в газовом давлении и [силе магнитного поля](https://phys.org/tags/magnetic+field+strength/) в области втекания, где плазма втягивается в зону пересоединения.
Ключевым моментом в их открытиях стало поведение диффузионной области Шпицера — основной области, где инициируется пересоединение. Вопреки часто используемой упрощённой модели «X-точки», симуляции показали, что эта область формируется в виде тонкой вытянутой токовой оболочки. На её концах возникают две пары медленных ударных волн (SS), которые создают четыре отчётливые границы, разделяющие втекающую плазму и область истечения, где энергия высвобождается.
Дальнейший анализ выявил более сложные структуры, расположенные дальше от области Шпицера: две системы ротационных разрывов (RD) лежат непосредственно внутри медленных ударных волн, образуя комбинированную структуру SS/RD. Эти RD вызывают изменение направления магнитного поля в области истечения, создавая характерную «W-образную» конфигурацию магнитного поля. Примечательно, что команда уточнила, что это вращение поля не вызвано промежуточными волнами — давно обсуждаемая возможность — и подтвердила, что медленные ударные волны расположены за пределами ротационных разрывов.
Это исследование предлагает новый взгляд на быстро протекающее магнитное пересоединение плазмы через численные эксперименты. Оно углубляет наше понимание этого процесса и имеет значительное теоретическое значение для объяснения явлений высвобождения энергии в лабораторной, солнечной и космической плазме, отметили исследователи.
Предоставлено [Китайской академией наук](https://phys.org/partners/chinese-academy-of-sciences/)