Sao mạch xung là gì?

Mùa thu năm 1967 cô nghiên cứu sinh Bell và giáo sư Hewish Khoa thiên văn Trường đại học Liuser của nước Anh khi quan sát thiên văn đã phát hiện một tín hiệu mạch xung vô tuyến rất kỳ lạ. Chu kỳ mạch xung của tín hiệu rất ngắn, chỉ có 1,37 s, hơn nữa chu kỳ rất ổn định, tính chính xác của nó vượt qua bất cứ đồng hồ chuông nào trên Trái Đất. Nguồn mạch xung vô tuyến này giống như sự chuyển động của Trái Đất và các hằng tinh khác cũng mọc lên từ phía đông lặn xuống phía tây, do đó có thể suy đoán nó là một hằng tinh ở trong vũ trụ.

Tín hiệu này là gì? Vì sao chu kỳ của nó lại ngắn và ổn định như thế? Người ta bắt đầu mạnh dạn dự đoán, có thể là người ngoài hành tinh đang phát tín hiệu cho chúng ta. Có người còn tưởng tượng ra thân thế người ngoài hành tinh thấp bé, da màu xanh lục, có thể trực tiếp nhận được năng lượng ánh nắng và nhiệt từ hằng tinh phát ra, trí tuệ và trình độ khoa học của họ vượt xa chúng ta. Đó là thuyết "người xanh nhỏ bé" hình thành hồi đó.

Nhưng về sau các nhà thiên văn từ các phương của bầu trời lần lượt phát hiện nhiều nguồn mạch xung, từ đó mà phủ định ảo tưởng lãng mạn về "người xanh này. Vậy đó thực chất là thiên thể như thế nào? Chu kỳ vừa nhanh vừa ổn định của mạch xung không thể là do những thiên thể quay xung quanh nhau sản sinh ra, cũng không thể đến từ sự giãn nở và co ngót có tính chu kỳ của bản thân thiên thể. Vì vậy khả năng duy nhất là thiên thể tự quay. Nhưng nếu đúng như thế thì chu kỳ tự quay một vòng trong một giây đồng hồ hoặc là nhanh hơn thì thể tích của thiên thể đó nhất định rất bé, nếu không thì dưới tác dụng của lực ly tâm nó sẽ bị vỡ ra. Hơn nữa bức xạ vô tuyến của thiên thể này nhất định mạnh về một phương nào đó, như thế mới có thể hình thành mạch xung cùng với chuyển động tự quay của nó, rất có thể trên thiên thể này có một từ trường rất mạnh. Suy luận đến đây, các nhà thiên văn bỗng nhiên tỉnh ngộ ra và nhớ đến sao nơtron cách đây hơn 30 năm đã dự đoán theo lý thuyết. Tức đó là một loại sao nơtron tự quay rất nhanh, cũng gọi là sao mạch xung hay punxa.

Sự phát hiện sao mạch xung ban đầu là nhờ dự đoán về mặt lý thuyết, sau đó phát hiện nhờ quan trắc, đó là một ví dụ rất đẹp, được thừa nhận là một trong bốn phát hiện lớn của thiên văn học ở thập kỷ 60 của thế kỷ XX. Vì thế giáo sư Hewish về sau đã được nhận Giải thưởng Nôben vật lý, 1974.