CÁC ĐỐI TƯỢNG KHÁC THƯỜNG: SAO NƠTRON VÀ LỖ ĐEN
Mùa hè năm 19671 trên kính thiên văn vô tuyến ở Cambritgiơ (Anh) đã phát hiện ra các nguồn xung phát bức xạ vô tuyến, còn được gọi một cách vắn tắt là punxa (pulsar, được ghép từ cụm tiếng Anh pulsating star = sao xung; tuy nhiên hai thuật ngữ này hiện nay được dùng khác nhau: pulsar chỉ nguồn bức xạ xung vô tuyến tiếng Hán là "mạch xung tinh" còn pulsating star là sao biến quang co giãn hoặc mạch động, tiếng Hán là "mạch động biến tinh"). Các nhà thiên văn đã nhận thấy rằng khi nghiên cứu một vùng trời nhất định thiết bị thu ghi được các xung vô tuyến lặp đi lặp lại với khoảng thời gian hơn một giây một chút. Cho đến thời điểm đó, người ta chưa quan sát thấy một nguồn bức xạ nào biến đổi nhanh và đều đến như vậy trong Vũ Trụ.
Ban đầu, các nhà quan sát cho rằng đó là những tín hiệu nào đó của người Trái Đất. Nhưng chẳng bao lâu sau họ chắc chắn rằng các xung đến từ ngoài hệ Mặt Trời. Còn có ý kiến cho rằng đây là tín hiệu của một nền văn minh khác gửi đến, vì thế người ta đã kí hiệu chúng là LGM (viết tắt của tiếng Anh little green men = "những con người nhỏ bé màu xanh lá cây"). Nhưng rồi một nguồn giống như thế lại xuất hiện ở một vùng trời khác, rồi lại nguồn nữa và bây giờ thì không ai còn nghi ngờ gì nữa việc các xung đó cò nguồn gốc tự nhiên. Nhưng nguồn gốc nó là gì vẫn là một điều bí ẩn (chi tiết hơn về việc khám phá punxa có thể đọc trong mục "Thiên văn học vô tuyến"). Khó nhất là việc giải thích sự biến đổi rất nhanh của các nguồn này. Chu kỳ (khoảng thời gian giữa hai xung liên tiếp) của một ngôi sao nhanh nhất được biết từ trước đến lúc đó cũng là 70 giây, trong khi ở một vài punxa, chu kỳ không quá vài phần nghìn giây.
Theo đặc tính bức xạ có thể xác định một cách không khó kích thước tối đa có thể có của vùng không gian phát ra bức xạ. Các tia từ các bộ phận xa nhất của vùng không gian này tới người quan sát trên Trái Đất chậm hơn so với tử mép gần nhất. Vì thế xung bức xạ tức thời đối với người quan sát có vê như "kéo dài” về mặt thời gian. Nghiên cửu sự biến đổi bức xạ của các punxa đó chỉ ra rằng kích thước của vùng phát xạ trong trường hợp này không vượt quá vài chục kilômét. Con số này là nhỏ thậm chí theo thang độ Trái Đất. Trong Vũ Trụ thường phải tiếp cận với các khoảng cách khổng lồ hơn nhiều. Nếu bức xạ của những vật thể nhỏ đến như vậy mà phần lớn chúng lại ở xa chúng ta đến như vậy ghi nhận được trên Trái Đất thì nghĩa là bức xạ ấy phải cực mạnh.
Nghiên cứu sự phân bố của punxa trên thiên cầu, các nhà bác học đã xác định được rằng thường bắt gặp chúng gần mặt phẳng Ngân Hà, và như vậy thì chúng là thành viên của Thiên Hà chúng ta. Khi đã khám phá ra khá nhiều punxa thì hoá ra một số punxa ở trong các tàn tích của các vụ nổ siêu sao. Nổi tiếng nhất là punxa có chu kỳ 0,033 giây trong tính vân Cua, một đám mây khí đang giãn nở xuất hiện sau vụ nổ sao siêu mới năm 1054. Tháng 1 -1969, nguồn bức xạ vô tuyến này được xác định đồng nhất với một ngôi sao nhỏ mò yếu, thay đổi độ sáng cũng với một chu kỳ như trên.
Năm 1977 , một punxa khác cũng đã được khẳng định là đồng nhất với một ngôi sao, lần này là tàn tích của sao siêu mới trong chòm sao Cánh Buồm. Ở các nguồn này cũng ghi nhận được các xung tia X và tia gamma. Còn đa số các punxa, ngoài các xung vô tuyến, không phát đi bức xạ nào khác.
Tất cả các điều đó gợi cho các nhà bác học ý nghĩ sau: dù bản chất punxa như thế nào đi chăng nữa chúng vẫn liên quan đến các vụ nổ sao siêu mới. Các punxa trẻ có chu kỳ ngắn, bức xạ chủ yếu trong dải tia X và tia gamma. Phần sóng vô tuyến chỉ chiếm dưới một phần nghìn toàn bộ năng lượng bức xạ. Ngoài ra, dọc một punxa trẻ còn lưu lại tàn tích vỏ bắn ra của ngôi sao đã nổ. Punxa cũng già thì khoảng thời gian giữa các xung càng tăng lên, còn bức xạ thì yếu đi thêm vào đó cực đại của bức xạ dịch sang dải sóng vô tuyến. Bắt đầu từ một độ tuổi nào đó, các punxa ngừng bức xạ vì thế không phát hiện thấy các nguồn có chu kỳ lớn hơn vài giây.
Đấy là sự lý giải cho các dữ liệu quan sát được. Còn cần phải có một mô hình lý thuyết giải thích được mối liên quan của punxa với vụ nổ sao siêu mới và vạch ra quá trình dẫn tới sự bức xạ mạnh mẽ và biến đổi đều tăm tắp của các sóng vô tuyến từ một vùng không gian nhỏ như vậy.
