本报讯(记者蔡姝雯)近日，由中国科学院紫金山天文台、国家天文台、清华大学等组成的国际团队，利用“中国天眼”(FAST)、南非MeerKAT射电望远镜和加拿大—法国—夏威夷光学望远镜(CFHT)，首次在疏散星团潮汐尾中直接识别出脉冲星，并通过模拟重建为其找到遗失的“户籍证明”，为银河系盘上的中子星族群演化提供了关键观测证据。
“恒星大多成群‘出生’。”紫金山天文台副研究员符晓婷介绍，银河系盘上的星团多为疏散星团，成员恒星彼此松散地聚在一起，在长期演化中，星团会受银河系潮汐力影响逐渐瓦解，并把成员恒星释放到银盘上。作为大质量恒星演化后的遗骸，中子星理应也起源于星团。但此前天文学家从未直接观测到中子星“离开星团、进入银盘”的过程——银盘上数千颗表现为脉冲星的中子星，“出生档案”一直欠缺关键一页。
为解开这一谜题，研究团队把目光投向银河系最古老、质量最大的疏散星团之一——NGC6791。它约80亿岁，外围存在明显的潮汐结构，这可能正是“迁徙者”留下的足迹。
这是一场跨越全球的望远镜接力：“中国天眼”FAST率先“听到”线索——探测到一颗自转周期（883436）约1.9秒的孤立脉冲星，编号PSR J1921+3745。脉冲星就像宇宙里的“节拍器”，每转一圈就扫过一束射电信号，节奏非常稳定。于是南非MeerKAT射电望远镜接力，把它的位置精确到角秒级，锁定了它的“门牌号”。位于夏威夷的加拿大—法国—夏威夷光学望远镜(CFHT)则从光学波段深度描绘出星团外围的恒星分布，画出了“街景”。结果发现，这颗脉冲星，就“住在”星团东侧的潮汐结构里。这是人类首次在疏散星团潮汐尾中直接识别出脉冲星。
为什么这颗脉冲星可以被留下来？针对该星团的多体动力学模拟和射电—光学协同观测给出了答案。由核心坍缩型超新星形成的高踢速中子星(中子星在诞生时，会因超新星爆炸的不对称性而获得巨大的“诞生踢速”，可达每秒数百公里)，最多在星团形成后约4000万年内被“踢出家门”；以电子俘获型超新星为代表形成的低踢速中子星，则被星团保留数十亿年，直到在恒星相互作用和银河系潮汐剥离下逐渐进入潮汐尾。
脉冲星PSR J1921+3745正是后者——一颗“缓慢离家”的中子星。这一发现，为它的起源找到了遗失的“户籍证明”。
该成果填补了中子星从诞生星团走向银河系盘的关键演化环节，近日发表于Science Bulletin(《科学通报》)。“古老而大质量的疏散星团，可能长期‘藏’着一批难以直接观测的中子星，并在逐渐瓦解的过程中将它们释放到银河系盘。”符晓婷说，未来，科研人员对更多古老星团的外围和潮汐结构开展系统性脉冲星搜寻，将有助于了解中子星的形成通道、超新星爆炸物理，以及疏散星团对银河系中子星族群的贡献。
