近兩個世紀以來，人們一直不清楚室女座中的亮點（查爾斯·梅西耶在 1781 年將其描述為“87：無星星雲”）實際上是否是一個非常大的星系。結果，一開始對於1918年發現的從這個“星雲”中心出現的奇怪噴流沒有任何解釋。
巨型星系 M87 的中心是黑洞 M87*，它的質量相當於 6 億個太陽質量，並且正在繞其軸快速旋轉。 M87* 利用這種旋轉能量為粒子流提供動力，粒子流以接近光速噴射。這種噴流延伸至 5000 光年，也是由其他旋轉黑洞產生的。它們有助於在整個宇宙中分配能量和物質，並可以影響整個星系的演化。
Luciano Rezzola教授領導的法蘭克福歌德大學天體物理學家團隊開發了一種名為法蘭克福時空細胞粒子代碼（FPIC）的數字代碼，它描述了將旋轉能量高精度地轉換為粒子射流的過程。結果：除了 Blandford-Znajek 機制之外，它被認為負責通過其強磁場從黑洞中提取旋轉能量。科學家還透露，另一個過程涉及能量提取，即磁重聯。在此過程中，磁力線斷裂然後重新聚集。結果，磁能轉化為熱量、輻射和等離子體爆發。
FPIC 代碼模擬了黑洞強引力影響下大量帶電粒子和強電磁場的演化。該代碼的主要開發者 Claudio Meringolo 博士解釋說：“模擬此類過程對於理解緻密物體附近彎曲時空上的相對論等離子體的複雜動力學至關重要。這些物體處於強磁場和引力場的相互作用下。”
這項調查需要進行要求很高的超級計算機模擬，這在法蘭克福的“Goethe”和斯圖加特的“Hawk”超級計算機上消耗了數百萬個CPU小時。根據阿爾伯特·愛因斯坦的廣義相對論，需要如此巨大的計算能力來求解麥克斯韋方程組以及電子和正電子的運動方程。
在黑洞的赤道面，研究人員的計算揭示了強烈的重聯活動。這導致等離子體鏈的形成。這是等離子體在以接近光速移動的高能“氣泡”中凝結。據科學家稱，這個過程伴隨著負能量粒子的產生，這些粒子被用來驅動極端的天體物理現象，如噴流和等離子體噴發。
“我們的結果揭示了一個有趣的可能性，即布蘭德福德-茲納耶克機制並不是唯一可以從黑洞中提取旋轉能量的天體物理過程，”參與 FPIC 項目的菲利波·卡米洛尼 (Filippo Camilloni) 博士說。 “但磁重聯也有貢獻。”
“通過我們的工作，我們能夠展示如何有效地從旋轉黑洞中提取能量並將其發送到噴流中，”雷佐拉說。 “這使我們能夠幫助解釋活躍星系核的極端光度以及粒子加速到接近光速的現象。”他補充說，使用複雜的數字代碼更好地了解黑洞附近發生的情況是非常令人興奮和著迷的。 “同時，用嚴格的數學處理來描述這些複雜模擬的結果也更有價值。就像我們在工作中所做的那樣。”
