Trong sâu thẳm vũ trụ, cách Trái Đất khoảng 3900 năm ánh sáng, quay một trong những vật thể dị thường nhất mà các nhà thiên văn học từng biết đến. Đó là sao pulsar mili giây PSR J0435+3233 — một ngôi sao neutron thực hiện một vòng quay hoàn chỉnh chỉ trong 3,2 mili giây. Gần đây, một đội ngũ các nhà khoa học quốc tế, sau khi phân tích dữ liệu từ kính thiên văn Fermi, đã phát hiện ra rằng sao pulsar này phát ra tia gamma theo một chu kỳ rất đều đặn, biến nó thành một ví dụ hiếm hoi trong số các vật thể tương tự.
Khám phá bắt đầu từ các quan sát vô tuyến. Vào năm 2026, kính thiên văn vô tuyến FAST (Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope) của Trung Quốc lần đầu tiên ghi nhận tín hiệu từ PSR J0435+3233. Sao pulsar này hóa ra là một phần của hệ sao đôi và ngay lập tức thu hút sự chú ý bởi các đặc tính cực đoan của nó. Chu kỳ suy giảm — tốc độ chậm lại của vòng quay — cao hơn hai bậc độ lớn so với các sao pulsar mili giây điển hình. Năng lượng tổn thất do quay (spin-down luminosity) đạt tới một giá trị khổng lồ — khoảng 5,89 × 10^37 erg/s, có thể so sánh với các sao pulsar trẻ, năng động, mặc dù bản thân vật thể này thuộc lớp sao neutron “đã được tái chế”.
Các sao pulsar mili giây thường hình thành trong các hệ sao đôi: sao neutron được “quay nhanh” nhờ quá trình bồi tụ vật chất từ ngôi sao đồng hành. Quá trình này làm mịn từ trường, khiến chúng tương đối “yên tĩnh”. Tuy nhiên, PSR J0435+3233 lại nổi bật với từ trường lưỡng cực bề mặt mạnh mẽ — khoảng 12,6 tỷ Gauss — và tốc độ mất năng lượng cao. Những đặc tính này làm cho nó trở thành một ứng cử viên xuất sắc để tìm kiếm bức xạ gamma.
Đội ngũ do Miancain Zhang từ Đại học Vân Nam dẫn đầu đã bắt tay vào việc. Họ đã nghiên cứu gần 17,7 năm quan sát của kính thiên văn Fermi-LAT trong dải năng lượng từ 0,1 đến 500 GeV. Danh mục Fermi đã ghi nhận nguồn phát xạ gamma 4FGL J0435.5+3232, nằm cách vị trí của sao pulsar chỉ 0,01 độ. Phân tích pha quay cho thấy các xung rõ ràng với mức độ tin cậy khoảng 6,8σ. Bức xạ gamma tập trung trong một khoảng pha hẹp — khoảng từ 0,44 đến 0,69, tức là chỉ trong một phần tư vòng quay của ngôi sao. Trong thời gian còn lại, sao pulsar này “im lặng” ở dải gamma.
Độ sáng tia gamma là khoảng 6,26 × 10^32 erg/s. Với năng lượng quay khổng lồ như vậy, hiệu suất phát xạ gamma lại thấp một cách đáng ngạc nhiên — khoảng 10^{-5}. Điều này trái ngược với dự đoán đối với các vật thể có công suất tương tự và mở ra những câu hỏi mới về cơ chế tăng tốc hạt, hình dạng của các chùm bức xạ và cấu trúc từ quyển của các sao pulsar mili giây cực đoan.
Việc phát hiện các xung gamma từ PSR J0435+3233 biến nó thành một phòng thí nghiệm quý giá để nghiên cứu vật lý sao neutron. Các nhà khoa học lưu ý rằng sự kết hợp giữa năng lượng tổn thất do quay cao và hiệu suất phát xạ gamma thấp sẽ giúp hiểu rõ hơn cách thức hoạt động của từ quyển trong các vật thể nhanh và mạnh như vậy. Mỗi quan sát mới về “ngọn hải đăng” xa xôi này đưa chúng ta đến gần hơn với việc thấu hiểu những điều kiện cực đoan nhất trong vũ trụ — nơi mật độ vật chất và cường độ trường đạt đến giới hạn mà các phòng thí nghiệm trên Trái Đất không thể tiếp cận.
