Группа учёных из обсерваторий Юньнань Китайской академии наук пролила свет на процесс магнитного пересоединения, вызванного быстро расширяющейся плазмой, используя магнитогидродинамическое (МГД) численное моделирование. Их выводы, [опубликованы](https://link.springer.com/10.1007/s11433-025-2688-0) недавно в Science China Physics, Mechanics & Astronomy, демонстрируют ранее не наблюдавшиеся тонкие структуры и физические механизмы, лежащие в основе этого фундаментального явления.
Магнитное пересоединение
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.
Режимы пересоединения
Команда сосредоточилась на том, как этот процесс разворачивается в условиях быстрого воздействия, исследуя три различных режима пересоединения: накопление потока, Зоннерупа и гибридный. Эти режимы, как они обнаружили, возникают из-за вариаций газового давления и [силы магнитного поля](https://phys.org/tags/magnetic+field+strength/) в области втекания, где плазма втягивается в место 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 от области 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 быстрое 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/)