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物理:再結合中に磁力線を切断する電流フィラメント化機構

Nature 474, 7350 doi: 10.1038/nature10091

磁気再結合中に、磁力線は切断し再結合して、太陽フレアや恒星フレア、また宇宙で生じる、あるいは実験的に生じる爆発現象を駆動するエネルギーを放出する。これがどのように起こるのか、その詳細は明らかになっていない。なぜなら、磁力線の切断には散逸が必要であり、また古典的な衝突は通常弱いからである。乱流から生じ、「異常抵抗」と呼ばれているイオン–電子の引きずりと熱運動量輸送という2つの仕組みは、説明に幅広く引用されてきた。宇宙および実験室での、再結合位置近くで増大した乱流の測定結果は、異常抵抗という考え方を裏付けているが、必要な引きずりの増大がこの乱流から発生するかどうかは、測定結果から実証されていない。本論文では、計算機シミュレーションを使い、最大の関心を集めているプラズマ中での磁力線再結合の仕組みは、これまでよく引用されてきた2つの機構のいずれによっても制御されず、このようなプラズマ中では磁場がエネルギー収支を支配することを示す。磁気再結合中に形成される電流層は、強くなりすぎると崩壊し、複雑な網目状のフィラメントへと広がって、これが再結合速度の急激な増大を引き起こすことが見いだされた。この網目状のフィラメントは実験室で、また宇宙ではそれによって発生した電磁乱流を測定できる衛星を使って、調べることができる。

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