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近期，中國科學(xué)院云南天文臺研究員林雋團(tuán)隊通過二維（2D）與二維半（2.5D）磁流體力學(xué)數(shù)值模擬，深入研究了快速膨脹等離子體驅(qū)動下的磁重聯(lián)過程，揭示了其精細(xì)結(jié)構(gòu)和物理機(jī)制。研究人員重點考察了通量堆積型、Sonnerup型以及混合型三種重聯(lián)模式，這些模式源于重聯(lián)入流區(qū)域氣體壓強(qiáng)和磁場強(qiáng)度差異。模擬結(jié)果顯示，Spitzer擴(kuò)散區(qū)并非簡單的X點結(jié)構(gòu)，而是呈現(xiàn)為細(xì)長形的電流片，且電流片兩端各產(chǎn)生了兩對慢模激波（SS），進(jìn)而構(gòu)成分隔磁重聯(lián)入流區(qū)與出流區(qū)的邊界。進(jìn)一步，研究人員分析發(fā)現(xiàn)，在遠(yuǎn)離Spitzer擴(kuò)散區(qū)的區(qū)域，即兩組旋轉(zhuǎn)間斷面（RD）位于慢模激波的內(nèi)側(cè)，形成了SS/RD組合結(jié)構(gòu)。同時，旋轉(zhuǎn)間斷面使重聯(lián)出流區(qū)內(nèi)的磁場方向發(fā)生反轉(zhuǎn)，并在該區(qū)域形成了獨特的W-形磁場位型。模擬結(jié)果表明，磁場旋轉(zhuǎn)并非由中間波引起，且慢模激波位于旋轉(zhuǎn)間斷面外側(cè)，這與Priest的理論預(yù)期相符，但與Petschek&Thorne以及Vasyliunas的經(jīng)典模型存在明顯差異。這一研究通過數(shù)值實驗方法，揭示了快速驅(qū)動磁重聯(lián)的精細(xì)物理過程，深化了學(xué)界對這一基本物理過程的理解。同時，該研究對解釋實驗室、太陽及空間等離子體中爆發(fā)性能量釋放現(xiàn)象具有理論意義。相關(guān)研究成果發(fā)表在《中國科學(xué)：物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué)》（SCIENCE CHINA Physics, Mechanics & Astronomy）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金委員會、科學(xué)技術(shù)部、云南省的支持。論文鏈接（a） Vasyliunas探討的磁場（實線）與波（虛線）的配置；（b）數(shù)值模擬中電流片和慢模激波附近的磁力線分布形成了獨特的W-形磁場位型；（c）W-形磁場位型區(qū)域的等離子體密度；（d）電流密度z分量及磁場的分布；（e）和（f）分別為模擬結(jié)果中沿y=2.3和y=3各個物理量的跳變情況，表明在y=3處，慢模激波內(nèi)側(cè)出現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)間斷面。