Arquivo do trabalho - IAG - USP

Reconexão Magnética Turbulentaderando a estocacidade das linhas de campo magnético (painel inferior da Figura 4.5).A presença de turbulência permite que muitas linhas de campo entrem na região dereconexão simultaneamente. Portanto dependendo do nível da turbulência a taxa de reconexãopode tornar-se bem alta. De fato, é possível demonstrar que nesse caso a taxade reconexão magnética é (LV99; veja também Eyink et al. 2011)v rec,LV99 ≈ v A (L/l inj ) 1/2 M 2 A . (4.11)no limite onde L l inj , onde l inj é a escala de injeção da turbulência. Esta é bem maisrápida que a prevista pelo modelo de Sweet-Parker e independente da resistividade microscópicaÔhmica. As previsões dessa teoria foram testadas com sucesso com simulaçõesnumérica magneto-hidrodinâmicas 3D por Kowal et al. (2009) (veja também Lazarian etal. 2010).Os resultados acima demonstram que em presença de turbulência, a reconexão daslinhas de campo magnético deve ser rápida. Conforme discutimos na sessão 4.1, a misturadevida aos vórtices turbulentos na direção perpendicular ao campo magnético local induzuma difusão turbulenta similar à de vórtices hidrodinâmicos. Isto contraria o conceitoclássico de congelamento perfeito entre as linhas de campo magnético. Ao mesmo tempo,os movimentos de mistura em turbulência MHD exigem que eventos rápidos de reconexãoocorram a cada rotação do vórtice (Lazarian 2011). Nas pequenas escalas as linhas docampo magnético são quase paralelas e quando elas se cruzam o gradiente de pressãonão é vA 2/l ‖, mas sim (l⊥ 2/l3 ‖ )v2 A , uma vez que apenas a energia da componente do campomagnético que não é cascateada está disponível (Lazarian 2011; Eyink et al. 2012).Por outro lado, a contração do comprimento característico de uma dada linha de campodevido à reconexão entre vórtices vizinhos é l 2 ⊥ /l ‖, o que dá uma taxa de ejeção efetiva dev A /l ‖ . Como a largura da camada de difusão sobre o comprimento l ‖ , é l ⊥ , a Eq.(4.11)deverá ser substituída por v R ≈ v A (l ⊥ /l ‖ ), a qual dá a taxa de reconexão v A /l ‖ , que é ataxa de cascateamento não-linear na escala l ‖ . Isso garante auto-consistência para fluidoscom turbulência MHD forte e altamente condutores (LV99). Se não houvesse reconexãoocorreriaoacúmulodenósmagnéticosnãoresolvidos, achatandooespectrodaturbulência80