Magnetic Reconnection Onset via Disruption of a Forming Current Sheet by the Tearing Instability
最近的认识,斯威特-帕克电流片是严重不稳定的二次撕裂(等离子体)不稳定性意味着这样的电流片不可能发生在真实的系统。这表明,为了理解磁重联的发生,需要考虑电流层形成时撕裂不稳定性的增长。这样的分析是在这里的背景下,非线性电阻MHD的一般的时间相关的平衡,代表一个逐渐形成的电流片。结果表明,两个发病制度,单岛和多岛,是可能的,取决于电流片形成的速率。一个简单的模型被用来计算这两个政权之间的过渡的标准,以及在那一刻的重联开始时间和电流片参数。对于典型的日冕参数,该模型产生的结果与观测一致。
2016-02-19 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Nonlinear Reconnection in Magnetized Turbulence
最近对强磁化等离子体湍流的分析工作假设存在一系列尺度,其中撕裂不稳定性可能支配能量级联。在本文中,我们估计的条件下,这种撕裂可能会引起充分的非线性磁重联的湍流涡旋,从而使显着的能量转换和耗散。当这些条件得到满足时,一个新的湍流区域就会出现,其中重连驱动的能量耗散变得很常见,而不是当它们不满足时必然出现的罕见特征。
2019-07-22 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Thermal synchrotron radiation from RRMHD simulations of the double tearing mode reconnection - Application to the Crab flares
本文研究了存在引导场时双电流片位形中的磁流体力学撕裂不稳定性。这是通过电阻相对论磁流体动力学(RRMHD)模拟研究。根据双撕裂模(DTM)的动力学,我们能够计算在爆炸重联阶段的合成同步辐射光谱。脉冲星条纹风模型代表了这样的电流片形成的地点,包括一个引导场。蟹状星云/脉冲星系统的变化,被视为耀斑,因此可以自然地解释的DTM爆炸阶段的条纹风。我们的结果表明,如果磁化参数$σ$在$10^5$附近,则Crab GeV耀斑可以用条纹风区的双撕裂模来解释。
2015-09-21 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Fast reconnection in a coronal torn plasma sheet
Yunnan Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院云南天文台);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学);Yunnan Key Laboratory of Solar Physics and Space Science(云南太阳能物理与空间科学重点实验室)
研究通过观测日冕等离子体片的演变,揭示了等离子体体在磁重联过程中的关键作用,表明其形成与喷射能显著提高重联速率并促进快速重联。
2026-02-21 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Quenching of Tearing Mode Instability by Transverse Magnetic Fields in Reconnection Current Sheets
本研究在粘滞电阻型不可压缩MHD框架下,通过解析与数值模拟发现横向磁场会使电流片形成带剪切流的中性层,从而快速抑制撕裂模不稳定模,为相关相互作用研究提供新认知。
2024-07-13 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Proton temperature anisotropy and magnetic reconnection in the solar wind: effects of kinetic instabilities on current sheet stability
我们通过二维混合模拟研究了质子各向异性驱动的动力学不稳定性对磁重联发生的作用。研究了在周围等离子体中存在质子温度各向异性时电流片的无碰撞撕裂。我们的结果证实,电流片区域内的各向异性质子可以显着增强/稳定电流的撕裂不稳定性。此外,大质子温度各向异性激发的线性不稳定性相关的波动可以显着影响等离子体的稳定性和扰动的电流片,触发撕裂不稳定性。我们发现,这样一个复杂的耦合导致更快的撕裂演化的制度,具有较大的垂直温度时,离子回旋不稳定性产生的各向异性质子分布函数。相反,在存在相反的各向异性的情况下,由具有较大平行温度的不稳定背景质子激发的消防水带波动不能有效地使电流片不稳定,电流片在消防水带饱和后长时间保持稳定。我们讨论了这种新的耦合对太阳风和日球等离子体动力学的可能影响。
2012-12-10 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Tearing-mediated reconnection in magnetohydrodynamic poorly ionized plasmas. I. Onset and linear evolution
本文通过理论和计算研究弱电离等离子体中撕裂模介导的磁重联的起始与线性演化,发现双极扩散抑制重联起始,但电流片变薄后撕裂模可在约ν_ni0^{-1}时间内起始,其波长和增长率可由弱电离色散关系预测。
2024-04-18 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Evolution of Spatial Complexity in Flare Ribbon Substructure and Its Relationship to Magnetic Reconnection Dynamics
University of Colorado Boulder(科罗拉多大学博尔德分校);National Solar Observatory(国家太阳观测台);Catholic University of America(美利坚天主教大学);NASA Goddard Space Flight Center(美国宇航局戈达德太空飞行中心);Predictive Science Inc.(预测科学公司)
本文提出了一种量化日珥丝缕结构空间复杂性演变的方法,发现其与磁重联速率和非热速度存在中等相关性,为研究日冕电流片碎片化提供了新的观测手段。
2026-02-24 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Probing Current Sheet Instabilities from Flare Ribbon Dynamics
电流片不稳定性的存在,如撕裂模不稳定性,需要解释观测到的能量释放率在太阳耀斑。这些电流片动力学的见解可以通过耀斑带状结构的行为来揭示,因为磁重联使粒子沿着新重联的场线加速进入色球层,以标记耀斑的足迹。因此,带中的行为可以用于探测当前片中发生的过程。在这项研究中,我们使用高节奏(1.7秒)IRIS Slit Jaw Imager观测来探测耀斑带关键空间尺度的增长和演变-这是由2016年12月6日小型太阳耀斑当前片的动力学引起的。结合空间尺度的增长与Si IV非热速度的分析,我们拼凑了一个时间轴的耀斑发作这个封闭的事件,并提供证据的撕裂模式的不稳定性触发级联和逆级联的功率谱一致的等离子体湍流。
2021-09-08 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Particle Energization in 3D Magnetic Reconnection of Relativistic Pair Plasmas
本文采用大规模三维粒子模拟方法研究了相对论电子-正电子(对)等离子体磁重联中的粒子碰撞。初始位形被设置为没有引导场的相对论Harris平衡。这些模拟足够大,以容纳足够数量的撕裂和扭结模式。与非相对论极限相反,线性撕裂不稳定性比线性扭结不稳定性快,至少在我们的特定参数下是这样。我们发现撕裂不稳定性首先促进了磁能量耗散,其次是二次扭结不稳定性。由于重联流出产生的空间变化的电场,在撕裂阶段,粒子主要在磁岛内部被激励。二次扭结不稳定性导致额外的粒子加速。然而,加速粒子被观察到迅速热化。由二次扭折模的撕裂模产生的大幅度的垂直磁场进一步帮助热化由二次扭折不稳定性产生的非热粒子。简要讨论了这些结果对天体物理学的影响。
2011-04-19 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Fast Magnetic Reconnection: "Ideal" Tearing and the Hall Effect
磁重联的主要问题之一是具有开/关特性的触发行为的起源,一旦它被激活,在天体物理和实验室等离子体中爆炸事件的核心,快速磁能转换为动能和热能。在过去的十年里,通过等离子体团不稳定性和所谓的“理想”撕裂,在启动快速重联方面取得了进展,这种撕裂使曾经的电流片薄到临界的反纵横比$(a/L)_c$:如Pucci和Velli(2014)所示,在$(a/L)_c \sim S^{-1/3}$,不稳定性发展的时间尺度变为阿尔文时间的量级,并且与伦德奎斯特数无关(这里根据当前纸张长度$L$来定义)。然而,考虑到自然等离子体中$S$的大值,这种转变可能发生在与离子惯性长度$d_i$相当的内部电阻奇异层的厚度上。当这种情况发生时,霍尔电流产生磁场的三维四极结构,并且由霍尔效应引入的色散波加速了不稳定性。在这里,我们提出了一个线性的研究,显示如何“理想”撕裂模式的临界纵横比被修改时,霍尔效应被考虑在内,包括更一般的缩放法的增长率方面的片反纵横比:临界反纵横比被修改为$a/L \simeq (di/L)^ {0.29} (1/S)^{0.19}$,在这一点上的不稳定增长率成为Alfvénic和不依赖于任何(小)参数$d_i/L, 1/S$。我们讨论了最近开发的磁重联相图的广义触发纵横比的影响。
2017-04-28 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Observational Signatures of Tearing Instability in the Current Sheet of a Solar Flare
磁重联是各种天体物理现象中将磁能转化为等离子体能和粒子能的基本物理过程。在这封信中,我们展示了一个独特的太阳耀斑数据集,其中各种等离子体团是由一个不断拉伸的电流片形成的。EUV图像捕捉到了重连流入、流出,特别是重复出现的等离子体团(等离子体团)。X射线图像揭示了电流片下端的非热发射源,可能是捕获了足够数量的高能电子的大等离子体团。在射电域,观测到一个向上缓慢漂移的脉动结构,随后是一对罕见的反向漂移结构。这些结构被认为是映射的演化的初级和次级等离子体团形成的电流片。我们对不同位置和尺度的等离子体团的研究结果揭示了湍流电流片中的动力学、等离子体加热、粒子加速和输运过程,并为级联磁重联过程提供了观测证据。
2022-01-04 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Nonlinear Instability and Intermittent Nature of Magnetic Reconnection in Solar Chromosphere
Singh等人(2012年)最近的观测表明,太阳色球层中存在多次等离子体喷射和间歇性的磁重联,这突出表明需要在高度碰撞的等离子体中发生快速重联。然而,在部分电离的等离子体(如太阳色球层)中发生快速磁重联的物理过程仍然知之甚少。已经表明,对于足够高的磁雷诺数,Sweet-Parker电流片可以变得不稳定,导致撕裂模不稳定和等离子体团形成,但当处理部分电离的等离子体时,离子和中性粒子之间的耦合强度在确定系统的动力学中起着根本性的作用。我们建议,作为重新连接的电流片变薄和撕裂不稳定的发展,等离子体形成通过强,中间,弱耦合(或去耦)制度,撕裂模式不稳定性的时间尺度取决于离子和中性粒子之间的摩擦耦合。我们目前的计算分形撕裂在所有三个制度的相关时间尺度。我们发现,由于撕裂模的不稳定性和随后的非线性不稳定性,由于等离子体团为主的重联,Sweet-Parker电流片往往有一个分形结构,当色球磁场足够强的撕裂不稳定性可以达到动力学尺度,这被假设是必要的快速重联。
2016-02-05 astro-ph.SR
Modeling a Propagating Sawtooth Flare Ribbon Structure as a Tearing Mode in the Presence of Velocity Shear
2014年4月18日(SOL 2014 -04- 18 T13:03),IRIS观察到M级耀斑。相关的耀斑带包含一个准周期性的条纹图案,观察到沿带状传播,垂直于IRIS光谱狭缝,与$\sim 15$ km s $^{-1}$的相速度。这种运动导致了沿着狭缝的强度和多普勒速度的周期性。据报道,这些周期在位置上约为$\pm0.5$弧秒,在速度上约为$\pm20$ km s $^{-1}$,并且测量为彼此异相的$\sim180^{\circ}$。这种准周期性行为被其他人归因于三维磁重联过程中发生的突发或片状重联和滑移。虽然能够解释强度和多普勒速度的周期性,但这些建议并没有明确解释整个周期结构的相速度,或者振荡的相对相位。在这里,我们认为这些观察结果可以用电流片上发生的撕裂模不稳定性来解释,电流片上也存在速度剪切。使用这种不稳定性的线性模型,我们再现的振荡的相对相位,以及的相速度的结构。我们建议的几何形状和当地的等离子体参数为4月18日耀斑,这将支持我们的假设。根据这一建议,综合光谱和空间IRIS观测的耀斑可能会提供最令人信服的证据,以日期的撕裂模式发生在太阳磁场。
2017-09-13 astro-ph.SR
Three-dimensional Spontaneous Magnetic Reconnection
磁重联最为人所知的是对太阳的观测,它会引起太阳耀斑。观测估计重联率是阿尔文速度的一个小的,但不可忽略的部分,所谓的快速重联。直到最近,重联的流行图片是指电阻率或等离子体微观效应,这是矛盾的观察率。另一种情况是由于湍流中磁场线的随机性或薄电流片的撕裂不稳定性引起的重联。在本文中,我模拟了长期的三维非线性演化的薄,平面电流片的快速斜撕裂不稳定性的连续粘性MHD的直接数值模拟。后期的演化类似于一般的湍流,具有-5/3的功率谱和尺度依赖的各向异性,因此我得出撕裂驱动的重联成为湍流重联。湍流在尺度上是局部的,因此微观扩散系数不应该影响大尺度的量。这是通过随着Lundquist数的增加,重连率向$\sim 0.015 v_A$收敛来证实的。在这种有平均场的自发重联中,在没有驱动的情况下,单位面积的耗散率也收敛到$\sim 0.006 ρv_A^3$,无量纲常数$0.015$和$0.006$仅由剪切磁场的自驱动非线性动力学决定。值得注意的是,这也意味着薄电流片具有仅取决于其长宽比和$v_A/c$的通用流体阻力。
2016-10-27 astro-ph.SR physics.plasm-ph
The Onset of 3D Magnetic Reconnection and Heating in the Solar Corona
磁重联是天体物理学中的一个重要过程,它被认为是由电流片的撕裂不稳定性引发的,电流片是磁场突然改变方向并产生电流的区域。最近的研究表明,这些结构中的磁剪切量是太阳大气中磁重联在流体空间尺度上比动力学尺度大得多的开关性质的关键参数。我们目前的三维电流片与太阳日冕的条件下的重联的模拟结果。使用高保真度的模拟,我们遵循的线性和非线性的三维撕裂不稳定性的演变,导致重新连接。我们发现,取决于参数空间,磁剪切可以发挥重要的作用,在发病的显着能量释放和加热通过非线性撕裂。在我们的研究中存在两种制度,取决于电流片是否比增长最快的平行模式的波长更长或更短(在相应的无限系统中),从而确定子谐波是否存在于实际系统中。在一个制度中,其中增长最快的平行模式具有次谐波,这些次谐波的非线性相互作用和3D等离子体团的聚结在非线性演化中占主导地位,磁剪切在释放的能量中仅起微弱的作用。在第二个政权,其中增长最快的平行模式没有分谐波,然后只有强烈剪切电流片,其中斜模式是强大到足以与占主导地位的平行模式竞争,显示任何显着的能量释放。我们希望这两个制度存在于太阳上,所以我们的研究结果有重要的后果,在不同的太阳物理应用的重联开始的问题。
2020-02-25 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Two-Stage Nature of a Solar Flare with Parallel and Semi-Circular Ribbons
本研究利用多波长观测分析了2023年9月20日产生准平行和半圆形耀斑带的M8.2级太阳耀斑,揭示了其两阶段增亮由标准耀斑重联及爆发结构与穹顶磁结构相互作用共同驱动。
2025-10-31 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Observations of an X-shaped Ribbon Flare in the Sun and Its Three-dimensional Magnetic Reconnection
我们报道了一个非典型X形耀斑带的演化,它为分离器上的三维(3D)磁重联提供了新的观测证据。2014年11月9日发生的耀斑。来自界面区成像光谱仪的高分辨率狭缝颚1330 A图像显示了四个色球耀斑带,它们会聚并形成X形。上色球层的耀斑增亮沿着带状物向X点的中心扩散,然后以更垂直于带状物的方向向外扩散。这四个带位于四极磁场中。在活动区的磁拓扑结构的重建表明存在一个分离器连接到由带状物概述的X点。耀斑带在早期的向内运动,因此,表明3D磁重联之间的两套非共面的环,横向接近,和重联进行向下沿一段垂直电流片。太阳动力学观测站上的大气成像装置也观测到日冕环,证实了带状演化所说明的重连形态。
2016-05-06 astro-ph.SR
Orientation and stability of asymmetric magnetic reconnection x-line
采用三维粒子模拟方法研究了非对称几何条件下重联x线的取向和稳定性。我们在一个大的模拟域的中心启动重连,以尽量减少边界效应。所得到的x线具有足够的自由度以沿着最佳方向发展,并且其保持层状。伴随的2D模拟表明,这种x线方向最大化的重新连接率。非旋向压力张量的发散打破了冻结条件,与其二维对应物一致。然后,我们设计三维模拟,其中一个维度很短,以固定x线方向,但足够长,以允许增长最快的斜撕裂模式的增长。这个数值实验表明,重联往往辐射二次倾斜撕裂模式,如果它是外部(全球)被迫进行沿本地物理不赞成的方向。斜结构的发展容易导致小周期系统内部的湍流。
2018-05-20 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.plasm-ph
Multi-fluid simulations of chromospheric magnetic reconnection in a weakly ionized reacting plasma
本文首次对弱电离反应等离子体中色球磁重联进行了自洽多流体模拟。我们模拟了Harris电流片中的二维磁重联,数值模型包括离子-中性散射碰撞、电离、复合、光学薄辐射损耗、碰撞加热和热传导。在由此产生的撕裂模式重联中,中性流体和离子流体从重联位点的上游解耦,在重联区域中产生过量的离子,因此产生电离不平衡。在重联区的离子复合,结合Alfvénic流出,快速地从重联位点移除离子,导致快速重联速率独立于Lundquist数。除了允许快速重联,我们发现,这些非平衡的部分电离效应导致的非线性二次撕裂不稳定性的发病在较低的Lundquist数的值比已经发现在完全电离plasma.These模拟提供的证据表明,磁重联在色球可能是负责喷射状的瞬态现象,如针状和色球射流。
2012-10-05 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Three-dimensional tearing instability of flux-tube-like magnetic fields
本研究针对三维磁重联动力学研究不足的问题,通过引入二维平衡均匀方向的调制模拟类通量管构型,结合线性稳定性分析与数值模拟,发现无引导场的三维系统存在类撕裂不稳定性,且其增长率较二维降低、色散关系标度特征相似,揭示了调制对重联动力学的影响机制。
2025-05-15 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
"Ideally" unstable current sheets and the triggering of fast magnetic reconnection
磁重联被认为是在空间和实验室中观察到的许多爆炸现象的动力学机制,尽管在如此高的Lundquist($S$)数等离子体中触发磁重联的速度有多快的问题仍然是难以捉摸的。已经确定的是,一旦达到动力学尺度,重连可以比传统预测的更快地发展。它也已被证明,在电阻磁流体力学(MHD)的框架内,快速重联实现足够薄的片材通过所谓的等离子体团不稳定性的发病。后者是在专门研究斯威特-帕克电流片的研究中发现的,无论是作为初始条件还是在非线性研究中发展的明显瞬态。另一方面,快速撕裂不稳定性可以在理想情况下增长,即,$S$ -独立的,时间尺度(被称为“理想”撕裂)在当前片的纵横比尺度与宏观伦德奎斯特数为$L/a\sim S^{1/3}$ -比斯威特帕克一个小得多-提出了一种新的方法来接近崩溃的电流配置中的快速重联的启动。在这里,我们提出了一个概述,我们所谓的“理想”撕裂电阻MHD,并讨论如何同样的推理可以扩展到其他常用的等离子体模型,包括电子惯性和动力学效应。然后,我们讨论了一个方案的发病“理想”的快速重联通过崩溃的电流片,并描述了一个定量模型的非线性演化的解释“理想”的不稳定片在两个维度。
2016-09-19 astro-ph.SR physics.plasm-ph
The Role of Reconnection at Magnetic Separators in Complex Solar Flare Ribbons
NorthWest Research Associates(西北研究协会)
研究通过分析两个日冕喷流带事件,探讨磁分离器处的重联机制,解释复杂喷流带的形成,揭示重联在不同位置的多重作用。
2026-03-24 astro-ph.SR
Determining the 3D Dynamics of Solar Flare Magnetic Reconnection
本研究通过三维MHD模拟揭示耀斑电流片中等离子体团在耀斑带上留下瞬态螺旋印记,为解释高分辨率观测提供了新方法。
2025-10-08 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Three-Dimensional Simulations of Tearing and Intermittency in Coronal Jets
对日冕喷流的观测越来越多地表明,局部碎裂和不稳定性在这些事件的动力学中起着重要作用。在这项工作中,我们在闭场日冕中喷流的高分辨率模拟中研究了这种碎裂。我们研究了两种实现的嵌入双极模型,从而推动脉冲螺旋流出的扭曲和非扭曲的磁场之间的重联跨越圆顶扇平面的磁零。我们发现,重联区的碎片发生撕裂样的不稳定性,产生多个磁零点和磁通绳结构内的电流层。在电流层中心的弱场区域内形成的通量绳与密度增强的“斑点”相关联,当通量绳从层中射出时,这些斑点变成了附加的线,于是新的通量绳在它们后面形成。磁通绳的重复形成和喷射为在某些喷流中观察到的间歇性流出、明亮的发射斑点和无定形结构提供了自然的解释。这个过程的其他观测签名进行了讨论。基本上所有的喷流模型调用局部封闭和局部开放的领域作为喷流生成机制的区域之间的重连。因此,我们认为这种重复撕裂过程应该发生在所有射流中两个通量系统之间的分界面处。给出了三维撕裂射流重联的示意图。
2016-07-03 astro-ph.SR
Three-Dimensional X-line Spreading in Asymmetric Magnetic Reconnection
利用大规模三维粒子模拟方法研究了强引导场下X线在非对称磁重联中的传播。用厚的离子尺度平衡电流片(CS)进行的模拟表明,X线在环境离子/电子漂移速度下扩展,明显低于基于引导场$V_{Ag}$的阿尔文速度。使用更薄的亚离子尺度CS进行的其他模拟表明,X线在$V_{Ag}$(Alfvénic扩展)处扩展,远高于周围物质的漂移。与动力学Alfvén波一致的Alfvénic信号发展和传播,导致CS变薄和延伸,然后导致重连开始。在信号传播方向上的连续重连开始表现为Alfvénic X线扩展。扩展速度对CS厚度的强烈依赖性和X线取向与无碰撞撕裂不稳定性是一致的。我们的模拟表明,当无碰撞撕裂生长足够强,在一个较薄的CS,$γ/Ω_{ci}\gtrsim\mathcal{O}(1)$,Alfvénic X线扩展可以发生。我们的结果与一些数值模拟和最近的磁层顶观测结果相比,毫不逊色。一个关键的影响是,磁层顶CS通常太厚,无法有效地进行阿尔夫维尼克X线扩展。
2019-07-03 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Tearing Driven Reconnection: Energy Conversion Involving Firehose Kinetic Instabilities (2D Hybrid Möbius Simulations)
LIRA, Observatoire de Paris, Université PSL, Sorbonne Université, Université Paris Cité, CY Cergy Paris Université, CNRS(巴黎天文台,巴黎文理研究大学,索邦大学,巴黎西岱大学,塞吉-蓬图瓦兹大学,法国国家科学研究中心);Astronomical Institute of the Czech Academy of Sciences(捷克科学院天文研究所);Institute of Atmospheric Physics of the Czech Academy of Sciences(捷克科学院大气物理研究所);Institute for Humanity’s Unified Development(人类统一发展研究所)
本研究利用二维混合Möbius模拟,揭示撕裂驱动磁重联中磁能转化为离子动能和内能的过程,发现加热主要发生在磁岛内,而X点附近能量均分于流动和加热,且火蛇管不稳定性调节温度各向异性。
2026-06-16 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Oblique tearing mode instability: guide field and Hall effect
撕裂模不稳定性是解释日冕和地球磁层等离子体中快速磁重联触发的重要机制。本文分析了电流片在有引导场时撕裂模的线性稳定性,并考虑了霍尔效应。我们发现,存在一个强的引导场不修改最不稳定的模式在二维波矢量空间正交的电流梯度方向,这仍然是增长最快的平行模式。利用霍尔效应,引入引导场将沿引导场方向的非色散传播转变为色散传播。斜波模沿电流片法线方向具有波状结构,强导场抑制了这种结构,同时使本征函数不对称。
2020-09-04 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
A Database of Flare Ribbon Properties From Solar Dynamics Observatory I: Reconnection Flux
我们提出了一个数据库的3137太阳耀斑带状事件对应于每个耀斑的GOES类C1.0和更大的45度内从中央子午线,从2010年4月到2016年4月,观察到的\emph{Solar Dynamics Observatory}。对于数据库中的每一个事件,我们比较了GOES峰值X射线通量与相应的活动区和耀斑带状属性。我们发现,虽然峰值X射线通量是不相关的活动区无符号磁通量,它是强烈相关的耀斑带状重联通量,耀斑带状面积,并经历重联的活动区通量的分数。我们发现X射线峰值通量与耀斑带重联通量之间的关系为$I_\mathrm{X,peak} \propto Φ_\mathrm{ribbon}^{1.5}$。这个标度律与早期的冲动加热耀斑环的流体动力学模拟是一致的。使用耀斑重联通量作为总释放的耀斑能量$E$的代理,我们发现,耀斑能量的发生频率遵循幂律依赖:$dN/dE \propto E^{-1.6}$为$10^{31}<E<10^{33}$尔格,与早期的研究太阳和恒星耀斑。该数据库可在线查阅,可用于今后对耀斑的定量研究。
2017-07-06 astro-ph.SR
Statistical Properties of Ribbon Evolution and Reconnection Electric Fields in Eruptive and Confined Flares
本文对H $α$双带耀斑色球带演化进行了统计研究。该数据集由2000年6月至2015年6月发生的50次局限($62\,\%$)和喷发($38\,\%$)耀斑组成。耀斑是均匀地选择在H $α$和$\textit{GOES}$(地球同步业务环境卫星)类,重点是包括强大的封闭耀斑和弱喷发耀斑。Kanzelhöhe天文台的H $α$滤波图与$\textit{MDI}$(迈克尔逊多普勒成像仪)和$\textit{HMI}$(日震和磁成像仪)磁图相结合,用于推导带分离、带分离速度、磁场强度和重联电场。我们发现,爆发耀斑揭示统计更大的带状分离和更高的带状分离速度比密闭耀斑。此外,带状分离的爆发耀斑与GOES SXR通量,而没有明确的依赖被发现为封闭的耀斑。最大的带状分离速度与GOES通量没有相关性,但爆发耀斑揭示了平均更高的带状分离速度(由$\approx 10~$ km $~$ s $^{-1}$)。局限耀斑($cc=0.50~\pm~0.02$)和爆发耀斑($cc=0.77~\pm~0.03$)的局部重联电场与GOES通量相关,表明更强大的耀斑涉及更强的重联电场。此外,具有更高电场强度的爆发耀斑往往伴随着更快的日冕物质抛射。
2018-01-10 astro-ph.SR
Impact of 3D Structure on Magnetic Reconnection
从2.5D和3D的撕裂不稳定性的发生和发展的研究结果,采用高保真电阻MHD模拟。进行了重连场(或剪切角)强度的有限参数研究。一个最初简单的1D平衡,包括一个修改的无力电流片,在所有方向上的周期性边界条件。在所有情况下,线性和非线性演化导致两个大通量绳之间的初级电流片。在所有模拟中分析了在该后期阶段期间的全局重连率。结果发现,在2.5D中,由于等离子体团,初级电流片碎裂,并且正如预期的那样,使用多种方法计算的全局重连率随着重连场的强度而增加,这是由于更强的阿尔文速度。在3D中,撕裂不稳定性的相互作用的斜模式的存在使简单的2.5D图像复杂化,使流入的磁场纠缠并对重联率产生负面影响。随着重联场强度的增加,更强的阿尔文速度和纠缠这两种竞争效应导致重联率随着重联场的增加而降低。对于所有模拟,3D速率小于2.5D,但表明当进入弱重连场(或强引导场)时,系统变得更像2.5D,并且2.5D和3D速率收敛。这些结果与日冕中的纳米耀斑加热和耀斑电流片等情况有关。
2022-02-09 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Extended theory of the Taylor problem in the plasmoid-unstable regime
考虑薄重联电流片的等离子体团不稳定性,解决了强迫磁重联的一个基本问题。在这个问题中,重联是由一个小振幅的边界扰动撕裂稳定的平板等离子体平衡。结果表明,磁重联过程的演化依赖于外源扰动和微观等离子体参数。小的扰动导致缓慢的非线性卢瑟福演化,而较大的扰动可以导致一个稳定的斯威特帕克相或等离子体相。触发等离子体相所需的阈值扰动幅度的表达式推导,以及在等离子体为主的政权的重连率的解析表达式。粘阻磁流体动力学模拟补充分析计算。等离子体团的形成起着至关重要的作用,允许快速重联在磁流体动力学等离子体,和所提出的结果表明,它可能会发生,并具有深远的后果,即使等离子体撕裂稳定。
2015-04-15 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Inferring Fundamental Properties of the Flare Current Sheet Using Flare Ribbons: Oscillations in the Reconnection Flux Rates
本研究通过耀斑条带演化与矢量磁场数据估算重联通量率,发现其存在1-4分钟的准周期振荡,并与硬X射线爆发近同时,揭示电流片中等离子体团的动力学过程。
2024-02-05 astro-ph.SR
Slipping magnetic reconnections with multiple flare ribbons during an X-class solar flare
利用太阳动力学天文台的观测资料,研究了2014年1月7日X1.2级耀斑爆发期间,伴随多个耀斑带的滑动磁重联。一个中心负极性被多个正极性所包围,出现三个FR。三个FR出现明显的滑动运动,末端形成钩状结构。由于喷发构造的活动足点,一个紧密的半圆形钩沿其内外边缘滑动后消失,钩内形成冠状凹陷。东钩也因为遥远的暗条弧与被耀斑下的环冲动加热的热环之间的磁重联而消失。我们的结果与三维标准模型中的滑动磁重联区一致。我们认为耀斑的复杂结构可能是光球层中更复杂的通量分布的结果,并且喷发涉及至少两次磁重联。
2016-04-18 astro-ph.SR
Properties and Energetics of Magnetic Reconnection: I. Evolution of Flare Ribbons
在这篇文章中,我们测量的平均磁剪切从耀斑带的形态演化,并检查耀斑的热和非热的X射线发射的演变过程中的耀斑重联。我们分析了三个爆发耀斑和三个局限耀斑,范围从GOES级C8.0到M7.0。它们沿着磁极反转线(PIL)呈现出定义明确的两条带状物,并已被大气成像组件和Ramaty高能太阳光谱成像仪从耀斑开始的整个脉冲阶段观察到。分析证实了耀斑核心区存在由强到弱的剪切演化,耀斑硬X射线辐射随剪切的减小而增强。在这个样本的爆发耀斑中,显着的非热硬X射线发射滞后于耀斑带的紫外线发射,并在剪切适度时迅速上升。在所有耀斑中,我们观察到等离子体温度上升的早期阶段,当耀斑带沿PIL迅速蔓延,剪切是高的。我们将这些结果与以前的研究进行比较,并讨论其影响,以及并发症,有关的物理机制,在耀斑重联过程中的能量分配。
2022-05-06 astro-ph.SR
Deflection of a Filament Eruption with Three Parallel Flare Ribbons via Reconnection at an X-Point
Nanjing University(南京大学);KU Leuven(荷语鲁汶大学)
研究通过磁流体动力学模拟分析了日冕丝喷射中复杂日冕丝带结构的形成机制及丝偏转的物理驱动因素,发现局部重联导致丝偏转,揭示了磁压梯度和磁张力力的作用。
2026-04-25 astro-ph.SR
Resistive magnetohydrodynamic simulations of the ideal tearing mode
我们研究的线性和非线性演化的撕裂不稳定性薄电流片通过二维数值模拟,在可压缩,电阻磁流体力学的框架内。特别是,我们分析的行为的电流片,其逆纵横比的规模与伦德奎斯特数$S$为$S^{-1/3}$。最近已经认识到,这种缩放产生了分离快速、理想重连的阈值,其演化和增长独立于$S$,只要这足够高,因为理想情况作为$S\to\infty$的极限应该是自然的。我们的模拟证实,撕裂不稳定性增长率可以像$γ\approx 0.6\,{τ_A}^{-1}$一样快,其中$τ_A$是由宏观尺度设定的理想Alfvénic时间,对于我们的最小扩散情况$S=10^7$。预期的不稳定色散关系和本征模也检索在线性区域,这里探讨的值$S$。此外,在非线性阶段的模拟,我们观察到二次事件服从相同的关键缩放与$S$,这里计算的\emph{local},小得多的长度,导致越来越快的重连。这些发现有力地支持了这样一种观点,即在完全动态的状态下,一旦电流片发展、变薄并在纵横比上达到这个临界阈值,撕裂模式就能够触发等离子体团的形成和在局部(理想)阿尔夫维尼时间尺度上的重连,这是解释太阳和天体物理等离子体中经常观察到的爆炸性耀斑活动所必需的。
2015-04-27 astro-ph.SR
Numerical comparison between a Gyrofluid and Gyrokinetic model investigating collisionless magnetic reconnection
第一次详细比较了无碰撞磁重联的回旋动力学和回旋流体模拟。分析了无碰撞撕裂模的线性和非线性演化。在线性政权,我们已经发现了一个很好的协议,在整个频谱的线性不稳定波数,无论是在漂移动力学限制和有限的离子温度之间的两种方法。非线性地,以小$Δ'$区为研究对象,以$Δ'$为标准撕裂稳定性参数,比较了相关的观测量,如岛宽的演化和饱和,以及饱和相的岛振荡频率,结果基本一致,只是在中等高的$Δ'$值下,饱和岛宽的值有很小的差异.因此,在这里研究的制度,陀螺流体的方法可以描述碰撞重联过程以及更完整的陀螺动力学模型。
2014-06-05 astro-ph.SR physics.comp-ph physics.plasm-ph
Two Episodes of Magnetic Reconnections During a Confined Circular-ribbon Flare
我们分析了2016年2月13日发生的M1.8封闭圆带耀斑的独特事件,在同一位置连续形成两个圆带。耀斑有两个不同的阶段的紫外和极紫外辐射的间隔约270秒,其中第二个峰值是更重要的能量。第一幕伴随着一个迷你细丝的爆发和一个薄的圆形带(CR 1)沿逆时针方向以约220 km/s的速度快速拉伸运动。还观察到两个细长的脊柱相关的带状物,与内部带状物的时间与CR 1和远程增亮形成约20秒后。在第二幕中,另一个迷你灯丝爆发并形成井喷喷流。第二个圆形带状物和两个脊柱相关的带状物表现出类似的伸长运动,在第一集。外推的3D冠状磁场揭示了存在一个扇形脊拓扑结构,连同一个准分界线层(QSL)晕周围的扇形面和另一个QSL结构概述内脊。我们认为,连续的零点重连接之间的灯丝和周围的开放领域发生在每一个情节,导致连续开放的灯丝和显着转变的扇形平面足迹。首次提出了一个由两组连续形成的环带和多个磁丝在扇脊型磁位形中爆发组成的环带耀斑复合爆发模型。
2018-04-16 astro-ph.SR
Three-Dimensional MHD Magnetic Reconnection Simulations with Finite Guide Field: Proposal of the Shock-Evoking Positive-Feedback Model
利用三维磁流体力学模型,模拟了单个电流片中的磁重联。我们假设一个有限的引导场,速度场的随机扰动和均匀电阻率。我们的模型提高了重联率相对于经典的Sweet-Parker模型在相同的配置。通过在全局电流片中共存的多个撕裂层之间的相互作用,提高了磁能转换的效率。这种相互作用形成了一个正反馈系统,它是由电流片不同层的流入和流出区域的耦合引起的。耦合加速了基本重联事件,从而提高了全局重联率。重连沿着每个撕裂层建立通量管。慢模激波沿管的外边界逐渐形成,进一步加速了磁能的转换,这种正反馈系统在二维模拟、无引导场的三维重联和单扰动模式下的重联中是不存在的。我们把我们的模型称为“休克诱发正反馈”模型。
2015-08-25 astro-ph.SR
Spectral signatures of recursive magnetic field reconnection
我们使用2.5D磁流体动力学模拟,通过产生多个次级电流片和磁岛来研究撕裂不稳定电流片的非线性破坏的光谱特征。在撕裂模演化的非线性阶段,出现了一个区域,其中磁能密度显示出接近$B(k)^2\sim k^{-0.8}$的幂律谱。这样的能谱被发现在对应的中性线,在初级电流片的扩散区域内,能量通过快速撕裂型不稳定性的“递归”过程被传递到更小的尺度。远离中性线,我们发现,磁能谱演变的斜坡兼容的“标准”柯尔莫哥洛夫频谱。从自相似描述的非线性阶段在中性线,我们提供了一个模型,预测重连磁场能谱标度为$k^{-4/5}$,与数值结果吻合良好。预测的幂律扩展到通用的电流片配置文件也给出了可能的影响湍流现象进行了讨论。这些结果为理解磁岛(等离子体团)的"递归“生成提供了一个前进的步骤,磁岛(等离子体团)被认为是耀斑期间能量释放的一种可能解释,但更一般地说,它可能对随后在大多数天体物理环境中发现的高伦德奎斯特数和无碰撞等离子体中自然形成的不稳定片的湍流演化产生影响。
2019-11-26 astro-ph.SR physics.space-ph
Development of Tearing Instability in a Current Sheet Forming by Sheared Incompressible Flow
高伦德奎斯特数等离子体中的Sweet-Parker电流片对撕裂不稳定,这表明它们不会在物理系统中形成。因此,理解磁重联需要研究电流片形成时的稳定性。由于剪切,亚阿尔夫文不可压缩流使片变窄,因此可能发生形成。标准撕裂理论(Furth等,1963; Coppi等,1976; Rutherford,1973)不能直接应用于这种成形薄板,原因有二:第一,因为流动引入了标准计算中不存在的项;第二,因为变化的平衡引入了标准计算中常数项的时间依赖性,使本征值问题的公式化复杂化。本文采用标准的撕裂模式分析,以面对这些挑战。在初始阶段,当任何扰动主要由理想MHD支配时,坐标变换揭示了流动压缩和拉伸扰动。多尺度公式描述了线性撕裂模理论(Furth et al. 1963; Coppi et al. 1976)如何应用于流动下的平衡变化,表明通过使标准尺度依赖于时间,流动仅隐含地影响可分离的指数增长。在非线性卢瑟福阶段,坐标变换表明,标准理论可以通过添加到稳态速率的时间依赖性和一个额外的项,由于加强平衡磁场。总的来说,这种理解支持使用无流动的缩放与轻微的修改,以研究在成形片材撕裂。
2018-02-28 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Automatic detection of Flare Ribbon Fine Structures as Proxies for Plasmoid Dynamics in Flare Reconnection
Department of Mathematical Sciences, Durham University(达勒姆大学数学科学系);Heliophysics Science Division, NASA Goddard Space Flight Center(NASA戈达德太空飞行中心日球物理学部);Astronomy Department, University of Maryland, College Park(马里兰大学天文学系);Scottish Universities Physics Alliance, School of Physics and Astronomy, University of Glasgow(格拉斯哥大学物理与天文学学院苏格兰大学物理联盟);Rosseland Centre for Solar Physics, University of Oslo(奥斯陆大学罗瑟兰太阳物理学中心)
提出一种自动检测耀斑带前沿螺旋和波状结构的方法,应用于高分辨率3D爆发耀斑模拟的磁力线长度图,发现这些特征与等离子体团介导的间歇性重联相关。
2026-06-12 astro-ph.SR
Activation of MHD reconnection on ideal timescales
实验室、空间和天体物理等离子体中的磁重联常被用来解释爆炸性能量释放和粒子加速。然而,在宏观MHD制度中的经典模型中涉及的时间尺度太慢,无法与观测相匹配。在这里,我们重温撕裂不稳定性进行粘阻二维数值模拟薄电流片的演变,为各种初始配置和伦奎斯特数$S$的值,直到$10^7$。结果证实,当重连电流片达到$S^{1/3}$的临界纵横比时,不稳定性在理想(Alfvénic)宏观时间尺度上进行,这是解释观测所需的。此外,相同的缩放被认为也适用于本地,二次重连事件在撕裂不稳定的非线性阶段触发,从而加速级联过程越来越小的空间和时间尺度。该过程似乎是强大的,因为预测的缩放测量在无粘模拟和使用普朗特数$P=1$时,在粘性制度。
2016-10-12 astro-ph.SR physics.geo-ph physics.plasm-ph
Reconnection Electric Field and Hardness of X-Ray Emission of Solar Flares
磁重联被认为是触发太阳耀斑和将电子加速到MeV能量的主要机制。在经典的二维重联模型中,色球带的分离运动表现为日冕高层的连续重联。与此同时,向下运动的高能电子轰击致密的色球层,产生硬X射线(HXR)发射,这为电子加速提供了有价值的诊断。分别进行了带动力学分析和HXR谱分析。本文报道了由带运动测得的重联电场与由X射线谱测得的X射线发射硬度(谱指数)的比较研究。我们对13个双带耀斑的最大平均重联电场和最小总谱指数的测量表明,它们是强反关联的。前者也与使用软X射线发射的峰值通量测量的耀斑震级强相关。这些提供了强有力的支持电子加速模型的基础上产生的电场在重接电流片在耀斑。
2009-03-23 astro-ph.SR
On the Magnetic Reconnection and its Properties during a Flare Using a Magnetohydrodynamics Simulation
本文结合观测与数据约束MHD模拟,分析M1.1耀斑的重联磁通、磁通率及耀斑带足点演化,揭示中性点、磁通绳和二次重联机制。
2025-05-16 astro-ph.SR
The Role of Erupting Sigmoid in Triggering a Flare with Parallel and Large-Scale Quasi-Circular Ribbons
在本文中,我们使用多波长数据集对2014年4月18日发生的有趣的S形形成,喷发和相关耀斑进行了观测和分析。我们讨论了触发耀斑,其中包括两个不同的带状物:平行的带状物以及一个大规模的准圆形带状物的乙状结肠爆发的可能作用。几个观测证据和非线性无力场外推的结果表明,存在一个大规模的扇脊型磁位形的S形躺在一个部分的扇圆顶。这一事件可以用以下两个阶段来解释。在耀斑爆发前阶段,我们通过扇穹下两组剪切场之间的系链切割重联观察到了S形的形成和出现。第二个阶段是主耀斑阶段,特征是S型爆发,随后的耀斑带有平行的带状物和一个准圆形带状物。我们提出了以下的主耀斑的多阶段连续重联方案。首先,栓系切割重连是负责的形成和喷发的乙状结肠结构。第二,在爆发S型的尾流中发生的重联在圆形极性反转线的两侧产生平行的耀斑带。第三,在日冕的较高位置,可能是由爆发的S型触发的零型重联,导致了一个大的准圆形带状物的形成。对于这种类型的耀斑,我们第一次提出了一个机制,由一个爆发的S形在一个大规模的扇脊型磁配置触发的双套带。
2015-09-06 astro-ph.SR
Orientation of x-lines in asymmetric magnetic reconnection - mass ratio dependency
利用全动力学模拟,我们研究了非对称位形中磁重联的x线取向。一个空间局部扰动诱导一个单一的x线,有足够的自由度来选择其在三维系统中的方向。离子与电子的质量比的影响进行了研究,和x线出现平分的磁剪切角在大的质量比限制的电流片。通常可以通过扫描相应的2D模拟来推导取向,以找到使峰值重联电场最大化的重联平面。在质量比下限时偏离对分角的现象可以用撕裂不稳定性的物理机制来解释。
2015-04-13 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.plasm-ph
Round-trip Slipping Motion of the Circular Flare Ribbon Evidenced in a Fan-spine Jet
2014年7月31日的太阳喷流,伴随着GOES C1.3耀斑和喷流底部的迷你灯丝喷发,通过使用新真空太阳望远镜和太阳动力学天文台的观测进行了研究。磁场外推表明,喷流被限制在一个扇脊磁系统,主机在约9毫米的高度从太阳表面的零点。结果表明,火山喷发的主要特征是内部耀斑带被外部环形带和远程带所包围,其中内部环形带和远程带分别位于内脊和外脊的足迹处,而环形带则代表了扇结构的足迹。有趣的是,环形带的西部表现出一个有趣的往返滑动运动,而内部带和环形带的东部表现出一个向北滑动运动。分析结果表明,内耀斑带和环形耀斑带的滑移运动反映了扇准分界线层内的滑移磁重联过程,而远耀斑带则与零点处的磁重联有关。此外,暗条爆发可能是由其南端附近的磁抵消触发的,磁抵消进一步驱动了扇准分界线层的滑动重联和零点重联。
2019-11-07 astro-ph.SR
Suppression of collisionless magnetic reconnection in asymmetric current sheets
利用全动力学模拟,我们研究了在反磁漂移速度>>阿尔芬速度和磁剪切角适中的极限下,非对称重联的抑制。我们证明了电子和磁通量之间的滑移有利于重联,甚至可以导致快速重联,缺乏一个流出射流。通过比较的情况下,反磁漂移的温度梯度与同伴的情况下,有一个密度梯度,而不是支持,我们确定了一个强大的抑制机制。由于电流片的不对称性质和由此产生的撕裂模,x线的漂移被局部减慢,然后x线被快速移动的后续通量碾过并吞噬。
2016-02-16 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.plasm-ph
The Onset of Magnetic Reconnection in Dynamically Evolving Current Sheets
本文通过三维MHD模拟研究日冕动态变薄电流片中撕裂不稳定性触发的磁重联起始,发现其发生需不稳定性增长快于电流片变薄,且磁剪切量是关键开启参数,为利用可观测特征预测电流片破裂和磁能释放提供了依据。
2024-06-06 astro-ph.SR math-ph math.MP
Onset of a Large Ejective Solar Eruption from a Typical Coronal-Jet-Base Field Configuration
利用SDO/AIA,SDO/HMI,GOES和RHESSI的多波长观测和磁场数据,我们研究了2014年12月18日活动区NOAA 12241的大规模喷射太阳爆发。这次事件产生了一个独特的三带耀斑,其中有两个平行的带与标准的双带耀斑的带相对应,以及一个与其他两个带偏移的更大规模的第三个准圆形带。这次喷发事件有两个组成部分。首先,在强场极性反转线上方形成磁通绳,并随着平行带的开启、增长和从极性反转线扩散而爆发和增长;这种演变与爆发的系绳切割重联机制一致。第二,在其核心具有喷发磁通绳的拱廊的喷发在包围喷发拱廊的扇形穹丘的零点处进行磁重联,导致准圆形带状物的形成,这与喷发的突破重联机制一致。我们发现,平行带开始之前(12分钟)圆形带状发病,表明系绳切割重联(或非理想的MHD不稳定性)发起了这一事件,而不是突破重联。这种大规模(圆带状直径100000公里)喷发的整体设置类似于日冕喷流(基础大小10000公里),其中许多,根据最近的研究结果,小规模的minifilament喷发的结果。因此,这些发现证实了位于扇脊零点磁拓扑结构中的剪切核磁弧的爆发发生在太阳上的大范围尺度上。
2017-06-28 astro-ph.SR
Evolutionary stages and triggering process of a complex eruptive flare with circular and parallel ribbons
我们报告了一个复杂的M级太阳爆发耀斑的多波长研究,包括三套不同的耀斑带,即圆形,平行,和远程带。源有源区NOAA 12242的磁场建模显示存在包含内部双极区的3D零点磁拓扑。该事件开始于圆形带状物的微弱特征,以及从耀斑前阶段开始的远程增亮,指向正在进行的缓慢而持久的零点重联。我们首先检测到的磁通量抵消和相关的增亮,这是可能的系绳切割重联,建立磁绳附近的极性反转线(PIL)的内部双极区的签名。在下一个阶段,随着M8.7耀斑的爆发,圆形带状物的增亮显著增强,这基本上表明正在进行的零点重联速率增加。最后,底层通量绳的爆发触发了其下方的“标准耀斑重联”,从而使平行条带的强度突然上升,并通过外部强迫提高了零点重联的速率。我们发现,在扇穹内,磁衰减指数n>1.5的区域与零点QSL接壤。我们的分析表明,环面不稳定性和爆发模型都对爆发耀斑的触发机制起了作用。这一事件是一个很好的例子,动力学演化的磁通绳最初局限在一个零点拓扑结构,随后激活和爆发的进展,圆形暨平行带状耀斑。
2021-01-25 astro-ph.SR
Fast Recursive Reconnection and the Hall effect: Hall-MHD Simulations
磁流体动力学(MHD)理论和模拟表明,重联是通过电流片中的快速“理想”撕裂不稳定性触发的,电流片的逆纵横比减小到$a/L\sim S^{-1/3}$,$S$是由电流片(厚度为$2a$)的半长$L$定义的伦德奎斯特数。理想撕裂,在2D片,触发层次崩溃通过拉伸X点和递归不稳定性。在每一步,当地的Lundquist数减少,直到随后的板厚度接近动力学尺度或Lundquist数变得足够小。在这里,我们进行了一系列的霍尔MHD模拟,以显示如何霍尔效应修改递归重联一旦离子惯性尺度接近。我们表明,作为离子的惯性长度成为的顺序的内部,奇异层厚度在递归崩溃的某个步骤,重联过渡从等离子体团占主导地位的制度,中间等离子体+霍尔制度,然后霍尔占主导地位的制度。霍尔效应也显著地改变了X点周围的结构、重联率、耗散特性和功率谱。
2019-07-19 astro-ph.SR