PUNXA LÀ SAO NƠTRON
Cho đến thời điểm phát hiện ra các punxa người ta đã biết rằng sản phẩm cuối của sự tiến hoá sao là các thiên thể khối lượng lớn và co nhỏ mà mật độ gấp nhiều lần ngôi sao thông thường.
Sau khi ngôi sao cạn nguồn năng lượng, nó bắt đầu nguội đi và co lại, đồng thời các tính chất vật lý của khí thay đổi triệt để khiến cho áp suất khí tăng mạnh. Nếu khối lượng sao không lớn thì các lực hấp dẫn tương đối yếu và sao ngừng co lại (ngừng quá trình suy sập hấp dẫn). Nó chuyển sang trạng thái bền vững của sao lùn trắng. Nhưng nếu khối lượng vượt qua một ngưỡng giá trị tới hạn nào đó thì sự co lại vẫn tiếp tục, ở mật độ rất cao, các êlectron kết hợp với các phôton tạo ra các hạt trung hoà là nơtron: ít lâu sau gần như toàn bộ sao gồm rặt nơtron chen vai thích cánh với nhau trong sự chật chội đến mức khối lượng rất lớn của sao tập trung vào một khối cầu rất nhỏ có đường kính chỉ vài kilômet và sự co lại chấm dứt. Mật độ của khối cầu này, tức là của sao nơtron lớn khủng khiếp ngay cả nếu so với mật độ các sao lùn trắng: nó có thể vượt 10 triệu tấn/cm3. Sự tồn tại của các sao nơtron đã được nhà vật lý Xô viết Lep Đaviđôvich Lanđau tiên đoán từ năm 1932, còn vào năm 1934, Vantơ Baađơ vô Phrit Xvicky đã nêu giả định rằng các sao này là tàn tích của các vụ nổ sao siêu mới. Dĩ nhiên, sau khi phát hiện ra mối liên quan giữa punxa với tàn tích vụ nổ sao siêu mới thì đã có ý kiến cho rằng punxa và sao nơtron chỉ là cùng một thiên thể. Punxa bức xạ sóng điện từ bằng cách nào? Khi sao bị co lại không chỉ có mật độ của nó tăng lên. Theo định luật thảo toàn mô men động lượng, khi bán kính sao giảm đi thì vận tốc quay của nó tăng lên. Khi một ngôi sao lớn vế cả kích thước và khối lượng suy sập đến kích thước có vài chục kilômet thì chu kỳ quay của nó giảm đến có phần trăm, thậm chí phần nghìn giây, tức là đến chu kỳ đặc trưng của sự biến thiên của punxa. Ngoài ra từ trường của sao cũng bị lèn chặt lại.
Trên bề mặt sao nơtron, nơi không có áp suất láng các nơtron có thể lại phân rã thành các phôton và êlectron. Từ trường mạnh xua các êlectron nhẹ lên tới vận tốc gần bằng vận tốc ánh sáng và ném chúng ra không gian gần sao. Các hạt tích điện chỉ chuyển động dọc theo các đường sức. Từ trường vì thế các êlectron rời ngôi sao từ chỗ các cực từ của sao, nai mà các đường sức lượng ra ngoài. Khi di chuyển dọc theo các đường sức, các êlectron phát ra bức xạ theo hướng chuyển động của mình. Bức xạ này là hai chùm sóng điện từ hẹp. Nếu trục từ của ngôi sao (cũng như của Trái Đất) không trùng với trục quay, thì các chùm bức xạ sẽ quay với chu kỳ bằng chu kỳ quay của sao. Chúng ta quan sát thấy bức xạ này trong trường hợp các tia lướt qua bề mặt Trái Đất khi quay tròn trong không gian. Do đó tên gọt "punxa" (sao xung) không hoàn toàn chính xác: chúng không phát xung, mà quay tròn.
Trong lớp ngoài của sao nơtron còn diễn ra các hiện tượng khác thường khác. Ở chỗ nào mà mật độ vật chất chưa đủ lớn để phá huỷ các hạt nhân thì chúng có thể tạo ra cấu trúc tinh thể rắn. Vậy là ngôi sao được bọc một lớn vỏ rắn giống như vỏ Trái Đất, chỉ có điều đậm đặc hơn không biết bao nhiêu lần. Sau khi chúng đạt đến giá trị nào đó thì vỏ bắt đầu nứt vỡ ra. Hiện tượng này được gọi là tinh chấn, tương tự như các quá trình kiến tạo trên Trái Đất. Có thể các tinh chấn như vậy là lời giải thích cho những thay đổi đột biến chu kỳ của một số punxa.
Hiện nay chưa rõ các vụ nổ sao siêu mới có phải là nguồn duy nhất để tạo thành sao nơtron hay là chúng có thể xuất hiện trong các quá trình yên tĩnh hơn.
Việc khám phá ra các punxa có ý nghĩa lớn không chỉ đối với các nhà thiên văn. Nó là tác nhân kích thích sự phát triển của nhiều ngành vật lý. Nghiên cứu punxa cho phép ta khảo sát các tính chất của các trường hấp dẫn và từ trường mạnh hoàn toàn không có được trong các điều kiện trên Trái Đất. Chu kỳ có độ chính xác cao của các punxa tạo ra khả năng đo chu kỳ quay của Trái Đất với độ chính xác cao. Bị thay đổi khi vượt qua vùng khí giữa các sao, sự bức xạ của punxa mang những thông tin quan trọng về thành phần và các tính chất vật lý của môi trường giữa các sao.
PUNXA "ĂN THỊT" ĐỒNG LOẠI
Năm 1990, một nhóm các nhà thiên văn đo Anđriu Lainơ (Anh) đứng đầu, đã phát hiện ra một ngôi sao nơtron quay nhanh ở gần tâm Ngân Hà, trong quần sao cầu Terzian - 5. Bức xạ vô tuyến mạch xung của nó đạt tới trị số tối đa là 86 lần trong một giây. Punxa này được ký hiệu là PSR - 1744 - 24A. Vài lần trong một tuần, tín hiệu vô tuyến của nguồn này biến mất trong 6 giờ.
Một punxa hệt như thế đã được phát hiện hai năm về trước, ở cách chúng ta khoảng 3000 năm ánh sáng. Chu kỳ của nó tà 1,6 miligiây. Cả hai punxa "khác đời” ở chỗ hình như chúng "ăn thịt" các sao đồng hành mà chúng ta không nhìn thấy được.
Hiển nhiên là các punxa bức xạ lượng năng lượng rất lớn đủ để nung nóng bề mặt sao đồng hành. Khi đó vật chất bốc hơi từ bề mặt sao và gây ra sự che khuất bức xạ vô tuyến của punxa. Khối lượng của sao đồng hành dần dần giảm đi.
Chu kỳ bức xạ của punxa vừa được phát hiện cho thấy nó đang ở giai đoạn phát triển sớm hơn so với punxa tương tự được phát hiện đầu tiên. Chắc là sao đồng hành đủ to để lâu lâu punxa lại có thể "quơ lấy” từ nó một lượng khí lớn, sau đó lượng khí này dưới dạng mây bắt đầu độc lập quay xung quanh punxa và thỉnh thoảng lại che khuất sự bức xạ của punxa. Đám mây khí này khi tiến sát đến punxa thì lọt vào từ trường của nó, gây ra các vụ nổ bức xạ tia X.
