Когда две области с плазмой (электрически заряженный газ) и магнитными полями с разной ориентацией сталкиваются, магнитные поля могут быть «отсечены» и «повторно соединены», так что топология магнитного поля изменится. Это магнитное пересоединение может давать энергию извержениям на поверхности Солнца, оно может изменять энергию солнечного ветра так, что затем он создает полярное сияние, и является одним из препятствий для накопления энергии посредством процессов в термоядерных реакторах.
Если две сталкивающиеся области плазмы имеют одинаковую плотность, температуру и силу (но разную ориентацию) своих магнитных полей, начинается симметричное пересоединение. Ученые многое понимают в этом процессе. Но более обычным явлением в действительности является то, что две области плазмы имеют разные характеристики, например, когда солнечный ветер встречается с окружающей средой вокруг Земли. Дэниел Грэм из IRF недавно опубликовал подробное исследование этого асимметричного магнитного пересоединения в Physical Review Letters 112, 215004 (2014).
В исследовании используются данные четырех спутников Европейского космического агентства в рамках миссии Cluster, спутников, которые строятся в магнитном поле Земли.«Особенно важны были измерения с помощью двух спутников, расположенных всего в нескольких десятках километров друг от друга, в области, где солнечный ветер встречается с магнитным полем Земли», — говорит Дэниел Грэм. «Таким образом, мы можем проводить подробные измерения, чтобы понять физику плазмы на высоте 60 000 км».Особый интерес представляет нагрев электронов параллельно магнитному полю в сочетании с магнитным пересоединением.
«Мы считаем, что это важная часть головоломки для понимания того, как работает магнитное пересоединение, как ускоряются заряженные частицы и как частицы из разных регионов могут смешиваться друг с другом», — говорит Дэниел Грэм. «Наши подробные измерения магнитного поля Земли могут быть использованы для понимания физики даже в термоядерных реакторах на Земле и в далеких регионах космоса, недоступных для спутников».