У 60-х роках XX століття зовсім випадково, при спостереженні з радіотелескопом, який був призначений для вивчення мерехтінь космічних радіоджерел, Джослін Белл, Ентоні Хьюиш і інші співробітники Кембріджського університету Великобританії виявили серії періодичних імпульсів тривалістю 0,3 секунди на частоті 81,5 МГц, які повторювалися через дивно постійне час, через 1,3373011 секунди. Це було зовсім не схоже на звичайну хаотичну картину випадкових нерегулярних мерехтінь. З'явилося навіть припущення про позаземної цивілізації, що посилає на Землю свої сигнали.

Тому для цих сигналів ввели позначення LGM (скорочення від англійського little green men «маленькі зелені чоловічки»). Робилися серйозні спроби розпізнати який-небудь код в прийнятих імпульсів. Це виявилося неможливим, хоча, як розповідають, до справи були залучені кваліфіковані фахівці з шифрувальної техніки.

Через півроку виявили ще три подібних пульсуючих радиоисточника. Стало очевидним, що джерела випромінювання є природними небесними тілами. Вони отримали назву пульсари.

За відкриття та інтерпретацію радіовипромінювання пульсарів Ентоні Хьюишу була присуджена Нобелівська премія з фізики.

В даний час вважається, що пульсари - це нейтронні зірки, що утворилися після спалахів наднових. Сталість пульсації пояснюється стабільністю обертання нейтронних зірок.

Пульсари було прийнято позначати чотиризначним числом. Перші дві цифри означають години, дві наступні - хвилини прямого сходження пульсара. Попереду ставляться дві літери латинського алфавіту, які вказують на місце відкриття. Перший пульсар отримав позначення НД 1919 - Кембриджський пульсар. Зараз радіопульсари позначають буквами PSR і більш точним значенням координат: пряме сходження (години, хвилини) і схилення (знак, градуси і кутові хвилини).

Знаменитий пульсар в Крабовидної туманності позначався раніше NP 0531; тепер він позначається PSR J0535+2200 (літера J вказує на те, що координати дані на 2000 рік). Його період становить 0,033 с. Сигнали пульсара йдуть хмари, утвореного залишками Наднової 1054 року, зазначеної в китайських і японських літописах.

Пульсар ототожнюється із зіркою 16,5m, що знаходиться в центрі туманності.

В даний час відкрито понад 1300 пульсарів в радіодіапазоні. Переважна їх більшість (до 90%) має періоди в межах від 0,1 до 1 с. Є пульсари з дуже малими періодами, менше 30 мс, так звані пульсари.

В кінці 1982 року в сузір'ї Лисички був виявлений пульсар мілісекунди з періодом 0,00155 с. Обертання з таким разюче коротким періодом означає, що зірка робить 642 обороту в секунду. Дуже короткі періоди пульсарів послужили першим і найвагомішим аргументом на користь інтерпретації цих об'єктів як обертових нейтронних зірок. Зірка з настільки швидким обертанням повинна бути виключно щільною. Дійсно, саме її існування можливе лише за умови, що відцентрові сили, пов'язані з обертанням, менше сил тяжіння, що зв'язують речовина зірки.

Пульсари виявилися не надто молодими, а самими старими. Вони відбуваються з подвійних систем, де аккреция розкручує вже немолоді нейтронні зірки. У цих пульсарів самі слабкі магнітні поля.

Зараз відомі не тільки пульсари, випромінюючі в радіодіапазоні, - їх називають радиопульсарами, - але і рентгенівські пульсари.

Рентгенівські пульсари випромінюють регулярні імпульси рентгенівських променів і мають сильне магнітне поле. Вони також являють собою нейтронні зірки, у яких магнітні поля - разом з швидким обертанням - і створюють ефект пульсацій, хоча ці поля і діють по-різному в радиопульсарах і рентгенівських пульсарах.

Рентгенівські пульсари - це тісні подвійні системи, в яких одна із зірок є нейтронної, а інша - яскравою зіркою-гігантом.

Рентгенівський пульсар в Геркулесі відкритий в 1972 році з допомогою дослідницького супутника «Ухуру». Він посилає імпульси з періодом 1,24 с. Це період обертання нейтронної зірки. У системі є ще один період. Нейтронна і «звичайна» зірка здійснюють обіг навколо їх загального центру мас з періодом 1,7 дня. «Звичайна» зірка при своєму орбітальному русі регулярно опиняється на промені зору, що з'єднує нас і нейтронну зірку, і тому вона затуляє на час рентгенівський джерело. Це можливо тоді, коли площина зоряних орбіт складає лише невеликий кут з променем зору. Рентгенівське випромінювання припиняється приблизно на 6 годин, потім знову з'являється, і так кожні 1,7 дня.

Тривалі спостереження дозволили встановити ще один - третій - період рентгенівського пульсара в Геркулесі: цей період становить 35 днів, з яких 11 днів джерело світить, а 24 дні немає. Причина цього явища залишається поки невідомою.

У деяких з рентгенівських пульсарів речовина перетікає до нейтронної зірки струменем, як у барстерах (регулярно спалахують рентгенівських джерелах). Зірка-гігант втрачає речовину у вигляді зоряного вітру, аналогічного сонячному вітрі, тільки в багато разів сильному. Частина плазми зоряного вітру потрапляє в околиці нейтронної зірки, де і захоплюється нею. Проте при наближенні до поверхні нейтронної зірки заряджені частинки плазми починають відчувати вплив магнітного поля нейтронної зірки-пульсара. Магнітне поле здатне перебудувати аккреційний потік і зробити його сферично несиметричним, спрямованим. З-за цього і виникає ефект пульсацій випромінювання, ефект маяка.

Нейтронні зірки рентгенівських пульсарів володіють дуже сильним магнітним полем, що досягає значень 108-109 Тл, що в 1011-1012 разів більше середнього магнітного поля Сонця.

Рентгенівські пульсари розташовуються переважно в диску Галактики, де могли нещодавно з'явитися блакитні гіганти.

Якщо взяти період пульсара Крабовидної туманності T = 0,033 с, то відповідна йому частота обертання ? = 2p / T, складе приблизно 200 рад/с. З нерівності для прискорень ?2 ?2 R / G.

На цій підставі знайдемо нижню межу його щільності, що дорівнює ? > 6*1014 кг/м3. Це дуже значна щільність, яка в мільйони разів перевищує щільність білих карликів.

Оцінка щільності мілісекундного пульсара з періодом T = 0,00155 с призводить до ще більшого значення: ? > 2*1017 кг/м3.

Ця щільність наближається до щільності речовини всередині атомних ядер, що дорівнює ? > 2*1018 кг/м3. Настільки компактними, стислими до такого високого ступеня можуть бути лише нейтронні зірки: їх щільність дійсно близька до ядерної.

Як і у Землі, магнітна вісь нейтронної зірки нахилена до її осі обертання. З-за цього виникає ефект маяка: яскраве пляма то видно, не видно спостерігачеві. Випромінювання швидко обертається нейтронної зірки представляється спостерігачеві переривчастим, пульсуючим. Цей ефект був передбачений теоретично радянським астрофізиком В. Ф. Шварцманом за кілька років до відкриття рентгенівських пульсарів. Насправді випромінювання гарячого плями відбувається, звичайно, безперервно, але воно не рівномірно по напрямках, не ізотропно, і рентгенівські промені від нього не спрямовані весь час на нас, їх пучок обертається в просторі навколо осі обертання нейтронної зірки, пробігаючи по Землі один раз за період.

Випромінювання пульсарів носить нетеплової характер, ніяк не пов'язане з нагріванням нейтронної зірки, з температурою, з тепловими процесами на її поверхні. Це випливає з аналізу спектра випромінювання пульсарів.

Пульсар в Крабовидної туманності - залишок спалаху наднової 1054 року. Його випромінювання реєструється в усіх діапазонах електромагнітних хвиль - від радіохвиль до гамма-променів. Найбільше енергії він випускає в області гамма-променів - 1037 ерг/с. В рентгенівському діапазоні пульсар випромінює близько 1036 ерг/с. В оптичному діапазоні його потужність приблизно в 200 разів менше, а в радіодіапазоні ще в сотні разів менше. Приймається гамма-потік в рентгенівській області в 5-10 разів менше. Можна перевірити, що ні при якій температурі випромінювання нагрітого тіла не може володіти таким розподілом енергії по областях спектру.

Нейтронна зірка має значний магнітним полем. Швидше за все, поле має дипольний характер, а його вісь нахилена до осі обертання нейтронної зірки. Система силових ліній магнітного поля обертається з великою кутовою швидкістю, з якою обертається сама нейтронна зірка. На поверхні нейтронної зірки нейтрони можуть розпадатися на протони й електрони. Сильне магнітне поле підхоплює заряджені частинки і розганяє їх до близькосвітлових швидкостей. Частинки високих енергій, отрываемые від поверхні нейтронної зірки і що прискорюються сильним електричним полем, створюють потік, що виходить від нейтронної зірки і схожий на сонячний або зоряний вітер. Магнітне поле захоплює цей потік в обертання разом про нейтронної зіркою. Так навколо неї виникає розширюється і обертається магнітосфера. Рухомі електрони генерують електромагнітні хвилі, які випромінюються вузьким быстровращающимся пучком. Випромінювання має гальмівний характер.