Het grootste deel van de zichtbare materie in het heelal bestaat uit geladen deeltjes of plasma's die magnetische veldherverbinding (MR) kunnen ontwikkelen op de plaatsen waar de magnetische veldrichting abrupt verandert. Door de MR kan de magnetische veldenergie effectief worden overgedragen in de kinetische en thermische energieën van plasma's, resulterend in vele explosieve plasmafenomenen op de zon, planetaire en pulsar magnetosferen, en zelfs zwarte gaten.

De interface of magnetopauze tussen de zonnewind en de magnetosfeer van de aarde (op ongeveer 70, 000 km van de aarde) is een van de meest waarschijnlijke plaatsen in ons zonnestelsel voor het optreden van MR tussen interplanetaire en aardmagnetische velden. De magnetopauze van de aarde is ook gemakkelijk toegankelijk voor in-situ observaties door ruimtevaartuigen die niet kunnen worden uitgevoerd op de zon en in andere astronomische omgevingen.

Magnetische herverbinding kan scheuren veroorzaken aan de grens van de magnetopauze om te voorkomen dat de geleidende magnetosfeer de ruimteomgevingen van de aarde perfect afschermt tegen zonnewind. In de kerngebieden van MR kruist het magnetische veld met verschillende richtingen, een X-lijn vormen. De identificatie van MR-signaturen in ruimteomgevingen is lange tijd een observationele en theoretische uitdaging geweest vanwege het feit dat de locaties van X-lijnen niet vooraf kunnen worden bepaald en het ruimtevaartuig slechts beperkte delen van de structuren kan zien. Het NASA Magnetospheric Multiscale (MMS) ruimtevaartuig bestaande uit vier satellieten op 15 km van elkaar en gelanceerd in 2015 is een ultramoderne missie gericht op het bestuderen van de multischaalfysica van MR.

Spiegelgolven met rimpelingen zoals plasma en magnetische velden zijn op grote schaal waargenomen in het zonnestelsel, die het product zijn van spiegelinstabiliteit die optreedt in de omstandigheden van anisotropie bij hoge temperaturen. specifiek, wanneer de temperatuur loodrecht op het magnetische veld de parallelle temperatuur ver overschrijdt, het plasma kan gemakkelijk de spiegelinstabiliteit ontwikkelen. Dergelijke anisotrope temperatuurkenmerken worden duidelijk bewezen door de MMS-waarnemingen die hebben bijgedragen aan de bevindingen van kleinschalige spiegelgolven in de zonnewind die niet werden gezien in eerdere ruimtevaartuigmissies.

Onlangs heeft een onderzoeksteam onder leiding van professor Lin-Ni Hau van de National Central University (Taiwan) de NASA MMS-ruimtevaartuiggegevens samen met de theoretische modellen gebruikt om voor het eerst de algemene geometrie van magnetische herverbinding (MR) te onthullen met de aanwezigheid van een X-lijn binnen het ruimtelijk domein van 2000 km x 2000 km. Binnen 15-30 seconden na het passeren van de magnetopauze van de aarde, alle vier MMS-ruimtevaartuigen met een uitzonderlijk hoge temporele resolutie van 0,15 seconden hebben gevangen, Voor de eerste keer, de handtekeningen van spiegelgolven rond de X-lijn.

De twee MR-evenementen bevinden zich op 70, 000 km en 150, 000 km van de aarde, respectievelijk, en vertonen gemeenschappelijke kenmerken van plasma- en magnetische veldrimpelingen in de vijver van MR met de ruimtevaartuigpaden op minder dan 30 km van de X-lijnen. Het naast elkaar bestaan ​​van MR- en spiegelgolven ondersteunt de eerdere theoretische voorspelling van gemengde MR- en spiegelinstabiliteit, wat kan leiden tot meer ingrijpende processen van energieconversie en plasmaversnelling. De nieuwe ontdekking gepubliceerd in het oktobernummer van De astrofysische journaalbrieven (ApJL) door Hau et al. kan licht hebben geworpen op het mogelijke mechanisme voor de explosieve magnetische herverbindingsverschijnselen die zich voordoen in de ruimte, zonne- en astronomische plasma-omgevingen.