Trong ngữ cảnh: Pulsar là những ngôi sao neutron quay được hình thành từ tàn dư của những ngôi sao siêu khổng lồ đã trải qua vụ nổ siêu tân tinh. Những thiên thể này phát ra những chùm bức xạ điện từ có năng lượng cao khi chúng quay. Các chùm tia có thể được quan sát bằng kính thiên văn khi chúng hướng về Trái đất, giống như một loại ngọn hải đăng vũ trụ.
Một nhóm các nhà khoa học quốc tế làm việc với kính viễn vọng Hệ thống lập thể năng lượng cao (HESS) đã thực hiện một khám phá mang tính đột phá: các ẩn tinh có thể còn mạnh hơn những gì người ta tin trước đây. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng năm kính viễn vọng HESS đặt tại Namibia để phát hiện lượng phát xạ tia gamma cao nhất từng được quan sát thấy từ một ẩn tinh.
Nguồn năng lượng liên quan đến khám phá này thật đáng kinh ngạc, tổng cộng 20 tera-electronvolt, gấp khoảng mười nghìn tỷ lần năng lượng mà các photon mang theo trong ánh sáng khả kiến. Những phát xạ tia gamma mới được phát hiện này thách thức các lý thuyết hiện có mô tả hành vi của các ẩn tinh. Có vẻ như các chùm tia phát ra từ các ẩn tinh phát ra các mức năng lượng khác nhau trên các dải khác nhau của quang phổ điện từ.
Các nhà khoa học tin rằng những phát thải này bắt nguồn từ các electron nhanh được tạo ra và tăng tốc trong từ quyển của ẩn tinh. Từ quyển bao gồm các trường plasma và điện từ bao bọc và quay cùng với ngôi sao. Khi các electron di chuyển ra ngoài qua các từ trường này, chúng tích lũy năng lượng và cuối cùng giải phóng nó dưới dạng chùm tia gamma có thể quan sát được, giống như một ngọn hải đăng.
Nghiên cứu tập trung vào Vela, một ẩn tinh có năng lượng cao nổi tiếng với tốc độ quay nhanh. Nằm trên bầu trời phía nam trong chòm sao Vela, ngôi sao neutron này hoàn thành 11 vòng quay mỗi giây. Vela là vật thể sáng nhất và bền bỉ nhất trong loại tia gamma năng lượng cao. Các quan sát trước đây đã phát hiện ra lượng phát xạ trong phạm vi giga-electronvolt (GeV), với lượng phát xạ điện từ ngừng đột ngột vượt quá điểm này.
Các nhà khoa học suy đoán rằng sự dừng đột ngột này xảy ra khi các electron mang năng lượng cuối cùng đạt tới giới hạn bên ngoài của từ quyển của ẩn tinh và thoát ra ngoài không gian. Nhờ kính thiên văn HESS, các nhà nghiên cứu có thể tiến hành quan sát sâu rộng hơn ở dải năng lượng cao hơn. Phát hiện của họ tiết lộ sự khởi đầu của một quá trình giải phóng tia gamma mới với năng lượng đạt tới phạm vi hàng chục tera-electronvolt (TeV). Phát hiện này biểu thị lượng phát thải có năng lượng gấp 200 lần so với bất kỳ bức xạ nào được phát hiện trước đây từ thiên thể này.
Để đạt được những mức năng lượng này, các electron có thể cần phải hành trình vượt ra ngoài ranh giới của từ quyển của ẩn tinh, trong khi vẫn duy trì tính toàn vẹn của mô hình phát xạ quay. Sự phát hiện gần đây về chùm tia gamma của Vela thách thức sự hiểu biết hiện tại của chúng ta về các ẩn tinh, thúc đẩy việc đánh giá lại các cơ chế chi phối các máy gia tốc tự nhiên này.