理想时间尺度上 MHD 重联的激活

实验室、空间和天体物理等离子体中的磁重联常被用来解释爆发性的能量释放和粒子加速。然而，经典模型在宏观 MHD 范畴内所涉及的时间尺度太慢，无法与观测结果相匹配。在此，我们通过执行粘性-电阻二维数值模拟，研究薄电流片的演化，重新审视了撕裂不稳定性。模拟涵盖了多种初始构型和 Lundquist 数 $S$ 的值，最高达 $10^7$。结果证实，当重联电流片达到 $S^{1/3}$ 的临界纵横比时，不稳定性会在理想（阿尔芬）宏观时间尺度上进行，这符合解释观测结果所需的条件。此外，同样的标度关系似乎也适用于撕裂不稳定性非线性阶段触发的局部次级重联事件，从而加速了向越来越小的空间和时间尺度的级联过程。该过程似乎是稳健的，因为无论是在无粘模拟中还是在粘性区域使用普朗特数 $P=1$ 时，都测量到了所预测的标度关系。