| Texto completo | |
| Autor(es): |
Ferreira-Santos, Gabriel L.
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Kowal, Grzegorz
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Falceta-Goncalves, Diego A.
Número total de Autores: 3
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| Tipo de documento: | Artigo Científico |
| Fonte: | ASTROPHYSICAL JOURNAL; v. 993, n. 1, p. 12-pg., 2025-11-01. |
| Resumo | |
We investigate the linear tearing instability in weakly collisional plasmas using a nonideal gyrotropic MHD framework, uncovering a previously unknown scaling relation for the instability growth rate in high-beta environments. Even starting from an isotropic equilibrium, our analysis reveals a beta-dependence, with the maximum growth rate scaling as sigma(max)tau(a )proportional to beta(-1/4), challenging the long-held assumption of beta-independence inherent in classical MHD formulations. This novel scaling emerges due to self-consistent fluctuations in pressure anisotropy, dynamically induced by perturbations in velocity and magnetic fields. Increasing plasma-beta always suppresses the instability, whereas a background pressure anisotropy can either enhance or further suppress it, depending on its sign: for p(parallel to,0) < p(perpendicular to,0), the instability is strengthened, while for p(parallel to,0) > p(perpendicular to,0), it is weakened. Importantly, this effect is not limited to low-collisionality plasmas at high beta; it can also manifest in more collisional environments once the strict assumption of pressure isotropy is relaxed. This finding has profound implications for various astrophysical contexts characterized by high beta and varying degrees of collisionality, including the solar corona and heliospheric current sheets, planetary magnetospheres as probed by space missions, and the intracluster medium, where magnetic reconnection critically impacts magnetic field evolution and cosmic-ray transport. Our results therefore question the universality of the widely accepted plasmoid-mediated fast reconnection paradigm and underscore the necessity of incorporating pressure anisotropy effects into reconnection models for accurate representation of astrophysical plasmas. (AU) | |
| Processo FAPESP: | 21/06502-4 - Interligação entre turbulência, reconexão magnética e produção de raios cósmicos em plasmas astrofísicos não relativísticos e relativísticos |
| Beneficiário: | Grzegorz Kowal |
| Modalidade de apoio: | Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores - Fase 2 |
| Processo FAPESP: | 13/10559-5 - Investigação de fenômenos de altas energias e plasmas astrofísicos: teoria, simulações numéricas, observações e desenvolvimento de instrumentação para o Cherenkov Telescope Array (CTA) |
| Beneficiário: | Elisabete Maria de Gouveia Dal Pino |
| Modalidade de apoio: | Auxílio à Pesquisa - Projetos Especiais |
| Processo FAPESP: | 24/16327-3 - Efeitos das Instabilidades em Plasmas Astrofísicos Acolisionais: Dínamo, Reconexão de Campo Magnético e Isotropização |
| Beneficiário: | Gabriel Luiz Ferreira Santos |
| Modalidade de apoio: | Bolsas no Brasil - Doutorado |
| Processo FAPESP: | 21/02120-0 - Investigação de fenômenos de astrofísica de plasmas e altas energias, instalação do ASTRI-Mini Array & construção dos telescópios de tamanho pequeno do Cherenkov Telescope Array (CTA-SSTs) |
| Beneficiário: | Elisabete Maria de Gouveia Dal Pino |
| Modalidade de apoio: | Auxílio à Pesquisa - Projetos Especiais |
| Processo FAPESP: | 22/03972-2 - EMU concedido no processo 2021/06502-4: Cluster HPC para Laboratório de Astrofísica |
| Beneficiário: | Grzegorz Kowal |
| Modalidade de apoio: | Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários |
| Processo FAPESP: | 13/04073-2 - Reconexão magnética e processos relacionados em plasmas astrofísicos colisionais e acolisionais: das chamas solares para fontes extragaláticas |
| Beneficiário: | Grzegorz Kowal |
| Modalidade de apoio: | Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores |