三维扇面重联期间的粒子轨迹与加速

背景。太阳耀斑中的主要能量释放几乎可以确定是由磁重联引起的，这使其成为粒子加速机制的有力候选者。虽然二维几何中的粒子加速已被广泛研究，但三维情形的研究则是近期的发展。在三维磁零点处已识别出两类主要的重联模式：扇面重联和脊重联。目标。在此，我们利用测试粒子数值程序研究了三维零点处重联期间的粒子轨迹与加速，并比较了扇面模式和脊模式在产生高能粒子群方面的效率。方法。我们计算了能谱的时间演化。讨论了粒子从两种位形中逃逸的几何特征，并表征了被俘获粒子和逃逸粒子群。结果。我们发现，在向强电场区域（粒子可在此加速）提供种子粒子方面，扇面重联的效率低于脊重联。在扇面重联中，建立稳态能谱所需的时间大约是两倍。在中等能量（质子 1 keV 至 0.1 MeV）下，扇面模式和脊模式的稳态能谱相当。在脊重联中，粒子逃逸以沿脊的两个对称喷流形式发生；而在扇面重联中，不产生喷流，粒子在扇面平面内以带状结构逃逸。