天体物理湍流与磁重联的关系

天体物理流体通常是湍流的，在大多数输运过程中必须考虑到这一点。我们讨论了预存湍流如何改变磁重联，以及磁重联如何影响 MHD 湍流级联。我们展示了磁湍流与磁重联之间固有的相互依赖与相互关联，特别是，3D 中的强磁湍流需要重联，且 3D 磁湍流蕴含快速重联。我们遵循 Eyink, Lazarian & Vishniac 2011 的方法表明，如果使用湍流的 Richardson 扩散代替普通欧姆扩散，则可以恢复 Lazarian & Vishniac 1999 中快速磁重联的表达式。然而，这并未复兴磁湍流扩散的概念，该概念假设磁场可以被动地混合直至非常小的耗散尺度。相反，我们处理的是动力学上重要的磁场束的重联，这些磁场束强烈抵抗弯曲，并具有受湍流微弱扰动的明确平均方向。我们认为，在存在湍流的情况下，磁通冻结的概念本身需要修改。由磁湍流引起的扩散可称为重联扩散，因为它基于磁力线的重联。重联扩散对磁化等离子体中的连续输运过程以及恒星形成具有重要意义。此外，湍流介质中的快速磁重联引发高能粒子的一阶费米加速，可以解释太阳耀斑和伽马射线暴。然而，这些发展最引人注目的后果是，在存在湍流的情况下，标准的磁通冻结概念必须进行根本性的修改。