University of Leeds forskare har matematiskt undersökt plasmastrålar från supermassiva svarta hål för att avgöra varför vissa typer av jetstrålar sönderfaller i enorma plymer.

Deras studie, publiceras i Natur Astronomi , har funnit att dessa strålar kan vara mottagliga för en instabilitet som aldrig tidigare ansetts vara viktig för strålens flöde och liknar en instabilitet som ofta utvecklas i vatten som strömmar inuti ett krökt rör eller ett roterande cylindriskt kärl.

Dr Kostas Gourgouliatos genomförde denna forskning medan han var baserad på matematikskolan i Leeds. Han är nu baserad på Durham University. Han sa:"Dessa strålar har en smal oval form som ger dem en krökt gräns. Det är denna form som skapar en svag punkt i strålen.

"Instabilitet börjar vid den krökta gränsen, färdas uppströms på jetstrålen och konvergerar sedan vid en punkt - det vi kallar "återinspärrningspunkten". Under denna punkt förblir jetplanet snyggt och tätt men allt ovanför kommer att förstöras och skapar en stor kosmisk plym.

"När strålen sönderfaller till en plym avger den värme, vilket gör dem lättare att upptäcka på teleskop. Strålarna och deras plymer är så ljusa att de ibland strålar över sina värdgalaxer och är alltid lättare att upptäcka än svarta hål, som härledas indirekt, i rymdobservationer."

Studien förklarar varför de extragalaktiska strålarna, som till en början verkar anmärkningsvärt stabila, kan plötsligt störas och producera plymliknande strukturer.

Studie medförfattare professor Serguei Komissarov, även från Matematikskolan, sa:"Vi förväntade oss att instabilitet förknippad med hastighetsskjuvning skulle utvecklas vid återinspärrningen av jet men inte lika snabbt.

"Dessutom, den observerade instabiliteten uppvisade några ganska oväntade funktioner. Det visade sig att det var relaterat till centrifugalkraften som verkar på vätskeelementen som färdades längs krökta strömlinjer. Denna centrifugala instabilitet är väl studerad men ingen förväntade sig att den skulle vara viktig för jetdynamiken."