Manyetik yeniden bağlanmada, bitişik manyetik alan çizgileri kırılır ve yeni çizgiler oluşturmak için bir araya gelir. Bu işlem manyetik enerjiyi hem termal enerjiye hem de ısıya, kinetik enerjiye veya parçacıkların hızlanmasına dönüştürür ve elektron ve iyon jetleri oluşturur. Manyetik yeniden bağlanma, güneş patlamaları ve auroralar gibi birçok dış uzay olayında ve nükleer füzyonla ilgili laboratuvar yöntemlerinde önemli bir rol oynar.
Birkaç yıl önce, NASA’nın manyetosferik çok ölçekli misyonu tarafından Dünya’nın manyetik alanının gözlemleri, iyonların hızlanmasını da içermeden manyetik yeniden bağlanmanın sadece elektron jetleri ile meydana gelebileceğini keşfetmeye yol açtı. Bu olaylar aynı zamanda nispeten yüksek bir yeniden bağlanma oranına sahiptir, yani ilgili manyetik alan çizgileri hızlı bir şekilde birbirine geçer. Şimdi Cheng-Yu hayranı ve meslektaşları, bu sadece elektron olaylarının anlayışını derinleştiren yeni simülasyonların sonuçlarını rapor ediyorlar.
Araştırmacılar, manyetik yeniden bağlanma sırasında iyonların ve elektronların davranışını modellemek için hücre içi simülasyon olarak bilinen bir hesaplama yöntemi uyguladılar. Hangi faktörlerin sadece elektron yeniden bağlanmasının altında yatkın olabileceğini keşfetmek için 12 simülasyon yapmışlardır. Sonuçlar şurada yayınlandı Jeofizik Araştırma Mektupları.
Simülasyonlar, elektron difüzyon bölgesinin dışındaki alan çizgilerinin yeterince bükülmediğinde, az gelişmiş bir iyon difüzyon bölgesine yol açtığında yeniden bağlanma durumunun meydana geldiğini ortaya koydu. Bu atipik bükülme erken aşamada gerçekleşir ve tüm sistem boyutu (yeniden bağlanma gerçekleştiği alanın boyutu) iyonların hareket ettiği yolun yarıçapından daha küçükse işlem boyunca devam edebilir.
Ekip ayrıca manyetik yeniden bağlantı ve saha çizgisi bükülmesinin aynı hızda gelişmeyebileceğini fark etti. Nispeten ince bir başlangıç tabakası, alan çizgileri tamamen bükülmeden önce yeniden bağlanma oranının zirveye çıkmasına izin verir, bu da iyon parametreleri tarafından normalleştirilirse yüksek yeniden bağlantı oranlarının hesaplamalarına yol açar. Bununla birlikte, yeniden bağlantı oranının hesaplamaları, elektron parametreleri tarafından normalleştirildiklerinde daha tipiktir.
Yazarlar, bu bulguların manyetik yeniden bağlanmanın temel fiziğini netleştirmeye yardımcı olabileceğini öne sürüyor.
