Éruptions solaires, semblable à de nombreux autres processus énergétiques astrophysiques, sont liés à la reconnexion magnétique. Au cours de ces événements, l'énergie magnétique est transférée d'autres formes d'énergie, principalement de la chaleur et des particules énergétiques. Traditionnellement, le but de divers modèles de reconnexion magnétique était d'expliquer le taux de ce transfert d'énergie. Cependant, les éruptions ne sont que l'un des processus qui impliquent une reconnexion magnétique. Si l'on imagine un mouvement complexe dans un milieu hautement conducteur, le champ magnétique, qui est supposé être gelé dans le fluide à la suite du célèbre théorème d'Alfven (1942), devrait créer des intersections de "nœuds" qui doivent arrêter le mouvement du fluide, sauf si la reconnexion magnétique est rapide. Mouvements turbulents, qui sont omniprésents pour les fluides astrophysiques à nombre de Reynolds élevé, présentent un exemple typique de ces mouvements fluides complexes.

La théorie analytique présentée dans Lazarian &Vishniac (1999, désormais LV99) témoignent que la turbulence 3-D MHD peut rendre la reconnexion magnétique rapide, résoudre des problèmes liés à la fois aux torchères et à l'explication de la dynamique des écoulements turbulents. Les difficultés numériques associées aux simulations de reconnexion au sein d'écoulements turbulents 3-D ont entravé la progression des tests des prédictions de la théorie de la reconnexion turbulente. Par conséquent, des modèles qui ne nécessitaient que des simulations numériques 2D, c'est-à-dire la reconnexion plasmoïde (Loreiro et al 2007), est devenu largement utilisé et comparé aux observations. La situation a changé récemment à mesure que des simulations numériques à plus haute résolution sont devenues disponibles, ce qui rend possible les tests de reconnexion en 3D.

Une revue récente dans Lazarian et al. (2019, désormais LX19) résume la théorie, progrès numériques et observationnels réalisés dans le domaine de la reconnexion turbulente 3D. Des simulations numériques à l'échelle 2048x8982x2048 sont illustrées à la figure 1. La grande échelle des simulations est nécessaire pour que l'écoulement soit suffisamment épais pour le rendre turbulent. Ces simulations témoignent qu'en 3-D le taux de croissance de l'instabilité plasmoïde est significativement inférieur à celui de l'instabilité Kelvin-Hemholtz de l'écoulement. Par conséquent, en 3-D, la reconnexion magnétique médiée par les plasmoïdes ne peut être attendue qu'au stade initial de la reconnexion, avant la formation de l'écoulement turbulent.

Pour un niveau de turbulence donné, les simulations numériques montrent le taux de reconnexion qui est attendu de la théorie LV99. Quant aux fusées éclairantes avec reconnexion, ils ont une explication naturelle dans le modèle de reconnexion turbulente. Selon le modèle, le niveau de reconnexion magnétique augmente avec le niveau de turbulence. L'augmentation du débit de matière augmente le niveau de la turbulence et ce, à son tour, augmente encore le taux de reconnexion. Il s'agit d'un processus d'emballement.

L'une des prédictions les plus spectaculaires de la théorie de la reconnexion turbulente est la violation du gel du flux dans les fluides turbulents, l'effet qui a également été démontré avec succès numériquement.

Le rôle des effets plasma est une question très débattue dans la littérature avec des simulations qui tiennent compte des effets plasma montrant généralement des taux de reconnexion plus rapides que ceux de la limite MHD. Dans LX19, les arguments théoriques sur l'importance décroissante des effets de plasma avec l'augmentation de la longueur de la région de reconnexion turbulente sont soutenus par des simulations numériques. Les simulations PIC présentées dans la revue fournissent des résultats cohérents avec ceux obtenus avec les simulations MHD.

LX19 contient une liste d'observations qui soutiennent la théorie de la reconnexion turbulente. Ceux-ci incluent à la fois les observations solaires, mesures du vent solaire, données sur la spirale de Parker, etc.

Grâce aux progrès des simulations numériques 3D, le modèle de reconnexion turbulente a démontré sa validité. Le modèle a un ensemble de prédictions qui peuvent être testées par observation. Etudes de reconnexion solaire, voir Chitta &Lazarian (2019), fournir un bon moyen de tester les prédictions de la théorie de la reconnexion turbulente.