Magnetická rekonekce ve slunečním větru

Abstract

Magnetická rekonekce je fundamentální proces v plazmatu, při kterém je energie magnetického pole transformována do urychlení a ohřevu částic plazmatu. Můžeme ji nalézt tam, kde dochází ke kontaktu dvou oblastí plazmatu s rozdílnou topologií magnetického pole, mezi kterými se vytvoří tenká proudová vrstva, a kde je magnetické pole do plazmatu zamrzlé. Taková situace je běžná pro sluneční vítr. V této práci využíváme družicová měření plazmatu slunečního větru a magnetického pole a vyhledáváme v nich výtoky z magnetické rekonekce. Tyto výtoky dále analyzujeme a porovnáváme je s teorií popisující magnetickou rekonekci. Výsledky statistické studie zaměřené na přeměnu energie magnetického pole pomocí magnetické rekonekce ukázaly, že energie magnetického pole přeměněná na ohřev a urychlení částic ve výtoku magnetické rekonekce se zvyšuje se střižným úhlem magnetického pole, ve shodě s tím, jak se zvyšuje energie magnetického pole, která se při magnetické rekonekci může uvolnit. Navíc jsme pozorovali atypické události spojené s magnetickou rekonekcí: postranní výtoky a diskutovali jsme jejich pravděpodobné příčiny vzniku.

Magnetic reconnection is a fundamental process that changes magnetic field configuration and converts a magnetic energy to flow energy and plasma heating. It can be found in a plasma with frozen magnetic field lines at boundaries where different magnetic field topologies encounter each other and thin current sheets are created as it is typical in the solar wind. In the thesis, we have used spacecraft measurements of solar wind plasma and magnetic field to found magnetic reconnection exhausts. We analyze and compare them with theoretical predictions. The results of the statistical analysis oriented on re-distribution of the magnetic energy in reconnection showed that both a portion of the energy deposited into heat as well as the energy spent on an acceleration of the exhaust plasma increase with the magnetic shear angle in accord with the increase of the magnetic flux available for reconnection. Moreover, we identify unusual events in the solar wind; we found magnetic reconnection exhausts accompanied by one or two side jets and explained their possible causes.