En reconnexion magnétique, les lignes de champ magnétiques adjacentes se brisent et se cassent pour former de nouvelles lignes. Ce processus convertit l'énergie magnétique en énergie thermique, ou en chaleur et en énergie cinétique, ou en accélération des particules, créant des jets d'électrons et d'ions. La reconnexion magnétique joue un rôle clé dans de nombreux événements spatiaux extérieurs tels que les éruptions solaires et les aurores, ainsi que dans les méthodes de laboratoire liées à la fusion nucléaire.
Il y a plusieurs années, les observations du champ magnétique de la Terre par la mission magnétosphérique multi-échelles de la NASA ont conduit à la découverte que la reconnexion magnétique peut se produire avec uniquement des jets électroniques, sans impliquer également l'accélération des ions. Ces événements ont également un taux de reconnexion relativement élevé, ce qui signifie que les lignes de champ magnétiques impliquées se cassent rapidement. Désormais, les fans et les collègues de Cheng – Yu rapportent les résultats de nouvelles simulations qui approfondissent la compréhension de ces événements d'électrons uniquement.
Les chercheurs ont appliqué une méthode de calcul connue sous le nom de simulation de particules en cellule pour modéliser le comportement des ions et des électrons pendant la reconnexion magnétique. Ils ont exécuté 12 simulations pour explorer quels facteurs pourraient sous-tendre la reconnexion des électrons uniquement. Les résultats sont publiés dans Lettres de recherche géophysique.
Les simulations ont révélé que l'état d'électrons uniquement de la reconnexion se produit lorsque les lignes de champ en dehors de la région de diffusion électronique ne se plient pas suffisamment, conduisant à une région de diffusion ionique sous-développée. Cette flexion atypique se produit à un stade précoce et peut se poursuivre tout au long du processus si la taille entière du système (la taille de la zone dans laquelle se produit la reconnexion) est plus petite que le rayon du chemin le long desquels les ions voyagent.
L'équipe a également réalisé que la reconnexion magnétique et la flexion de la ligne de terrain pouvaient ne pas se développer au même rythme. Une feuille de courant initiale relativement mince permet au taux de reconnexion de culminer avant que les lignes de champ ne soient entièrement pliées, conduisant à des calculs de taux de reconnexion élevés s'ils sont normalisés par les paramètres ioniques. Cependant, les calculs du taux de reconnexion sont plus typiques lorsqu'ils sont normalisés par les paramètres électroniques.
Ces résultats pourraient aider à clarifier la physique fondamentale de la reconnexion magnétique, suggèrent les auteurs.
