中国天眼等望远镜首次在潮汐尾识别脉冲星，为中子星找回“户籍证明”

背景：一颗中子星的“户籍”为何难查

在银河系的银盘上，散布着许多疏散星团。星团内的恒星诞生于同一片气体云，彼此靠引力松散地聚在一起。在漫长演化中，星团的外围会逐渐被银河系的潮汐力瓦解，恒星便会汇入银盘的星海之中。那些大质量恒星死亡后留下的致密遗骸——中子星，理论上也应当遵循同样的路径。然而，天文学家此前从未直接观测到一颗中子星从诞生星团进入银河系盘。这个谜题，如今被一项联合天文观测破解。

7日，中国科学院紫金山天文台、中国科学院国家天文台、清华大学联合发布，团队利用“中国天眼”（FAST）等国内外望远镜，首次在疏散星团被银河系撕扯出来的“潮汐尾”里识别出脉冲星，并还原了那些“踢速”较低的中子星，是怎样随星团瓦解、逐渐进入银河系盘的。该研究为中子星的星团起源及银河系盘上中子星族群演化提供了关键观测证据。相关成果近日发表于国际学术期刊《科学通报》。

关键细节：在NGC 6791的“河流”中找到脉冲星

论文共同通讯作者、中国科学院紫金山天文台副研究员符晓婷介绍，在漫长的演化中，星团外围会逐渐被银河系潮汐力瓦解，恒星便会形成一条细长的“河流”。此次研究中，科研团队在古老的疏散星团NGC 6791外围有了突破性发现。NGC 6791已有约80亿年历史，是银河系中质量最大的疏散星团之一，其外部由于潮汐力作用，形成了一条由逃逸恒星汇成的细长“河流”。

研究中，团队借助FAST在NGC 6791中探测到一颗自转周期约1.9秒的孤立脉冲星。随后，团队利用南非的射电望远镜MeerKAT进一步将其位置精确到角秒级别，又使用加拿大—法国—夏威夷光学望远镜CFHT，从光学波段深度描绘出星团外围的恒星分布。结果发现，该脉冲星位于星团东侧的细长“河流”中。

这颗星为何会出现在这里？论文第一作者、中国科学院国家天文台博士张蕾介绍，那些来自核心坍缩型超新星的中子星，被爆炸赋予极高的速度，几乎全部在星团形成后的4000万年内逃离星团；而某些特殊的中子星，比如来自电子俘获型超新星的中子星，形成时踢速较低，可被星团保留数十亿年，随后在恒星相互作用和银河系潮汐剥离下逐渐进入潮汐尾。这颗脉冲星正属于后者，由此，它的“户籍证明”也对上了。

意义：古老星团可能是中子星的“长期保管员”

论文共同通讯作者、清华大学教授李菂表示，该成果证明古老而大质量的疏散星团可能长期保存一批难以直接观测的中子星，并在逐渐瓦解的过程中将其释放到银河系盘。

从观测角度看，这次发现把脉冲星、疏散星团和银河系潮汐尾联系在同一幅图景中。脉冲星像精确的“时钟”，射电观测可确定其自转和位置；光学观测则勾勒星团外围的恒星分布。多波段、多望远镜联合，使团队既找到“遗骸”，又找到它离开星团的路径。

• 对中子星起源而言，研究为“星团起源”提供了直接观测样本，补上从诞生星团到银河系盘的一环。
• 对银河系演化而言，潮汐尾中的脉冲星有助于理解星团瓦解如何向银盘输送恒星遗骸。
• 对后续搜索而言，古老大质量疏散星团外围的潮汐尾，可能成为寻找低踢速中子星和脉冲星的新窗口。

随着FAST等设备持续巡天，更多藏在星团“河流”里的脉冲星有望被发现，中子星族群在银河系中的分布与演化图景也将更清晰。