吸积盘中的磁流体动力学不稳定性及其在驱动快速磁重联中的作用

磁流体动力学不稳定性在吸积盘系统中起着重要作用。除了众所周知的磁旋转不稳定性（MRI）效应外，Parker-Rayleigh-Taylor不稳定性（PRTI）也作为一种重要机制出现，有助于吸积盘周围日冕区的形成，并产生类似于太阳日冕中发生的磁重联事件。在这项工作中，我们对具有初始分层密度分布和强方位磁场的吸积盘进行了三维磁流体动力学（3D-MHD）剪切盒数值模拟，其中热压力与磁压力之比约为1。本研究旨在验证这些不稳定性在驱动湍流吸积盘/日冕系统快速磁重联中的作用。正如我们所预期的，模拟显示出由于PRTI首先形成的大尺度磁环，随后是由这两种不稳定性共同驱动的近稳态湍流的发展。在这种湍流环境中，我们采用了一种算法来识别日冕和盘的湍流区域中由相反极性磁通量绳相遇而产生的电流片。我们计算了这些位置的磁重联率，得到的以阿尔芬速度为单位的平均重联速度在吸积盘中约为 $0.13 \pm 0.09$，在日冕区约为 $0.17 \pm 0.10$（平均峰值约为 $0.2$），这与湍流诱导快速重联理论的预测一致。