发现小尺度磁绳结构的形成与S型磁零点对相关

磁场重联是空间等离子体物理研究中解释快速能量爆发事件的重要物理过程。磁重联发生时,小尺度磁通绳的产生机制与其对粒子的加速效应是磁重联理论研究中的前沿课题。由于探测卫星只能提供测量值,不能给出三维图像,而数值模拟方法存在很大的局限性,因此对磁重联三维结构的研究是目前的一个难点。本研究所在何建森研究员和涂传诒院士等人的努力下发展了一套利用多卫星数据重构三维磁场结构的方法。我们利用该重构方法,发现了磁通量绳结构内存在一对S型磁零点:As 型磁零点与Bs 型磁零点通过它们的spine线结合在一起,在spine附近的磁力线围绕spine旋转形成磁通量绳结构,并在二维投影上呈现出磁岛特征。该磁零点对结构与已经被广泛认同的separator模型不同。在separator模型中,两个磁零点通过两个Fan面的交线(即separator)相连接。在我们的工作中,两个磁零点的Fan面不想交。我们定义这种新的磁零点连接模式为As -spine-Bs -like模型,或者helically wrapped spine模型,并给出了该构型的数值解析模型。此外还发现该磁通量绳以及S型磁零点对结构是在重联出流区内新形成的,暗示着除X-line外,重联点还可以出现在出流区内。

该成果近期发表在Physics of Plasmas上,文章链接http://scitation.aip.org/content/aip/journal/pop/23/5/10.1063/1.4948415

文章作者:郭瑞龙,濮祖荫等

Guo, Ruilong, et al. "In-situ observations of flux ropes formed in association with a pair of spiral nulls in magnetotail plasmas." Physics of Plasmas (1994-present)  23.5 (2016): 052901. (http://dx.doi.org/10.1063/1.4948415)