恒星大多成團形成。銀河系盤上的疏散星團在長期演化中受到銀河系潮汐力作用，逐漸瓦解并把成員恒星釋放到銀河系盤中。中子星作為大質量恒星演化的遺骸，也起源于星團。目前，在銀河系盤上已發現數千顆表現為脈沖星的中子星，但此前天文學家從未直接觀測到中子星從誕生星團進入銀河系盤，導致銀盤上中子星族群的演化起源環節一直缺少觀測證據。
近日，中國科學院紫金山天文臺、國家天文臺等國際團隊，依托“中國天眼”（FAST）、南非MeerKAT射電望遠鏡和加拿大—法國—夏威夷光學望遠鏡，首次在疏散星團潮汐尾中精準識別出脈沖星，并通過多體動力學模擬重建了低踢速中子星隨星團瓦解、逐漸進入銀河系盤的過程。
團隊觀測目標聚焦于銀河系中最古老的疏散星團NGC 6791。該星團已有約80億年歷史，是銀河系中質量最大的疏散星團之一，且外圍存在明顯的潮汐結構。團隊通過FAST探測到自轉周期約1.9秒的孤立脈沖星PSR J1921+3745，借助南非的MeerKAT射電望遠鏡進一步確定了它的亞角秒級精確位置，并通過位于夏威夷的加拿大—法國—夏威夷望遠鏡CFHT從光學波段深度描繪出了星團外圍的恒星分布。結果發現，該脈沖星位于星團東側的潮汐結構中。
多體動力學模擬表明，核心坍縮型超新星形成的高踢速中子星幾乎全部在星團形成后的4000萬年內逃離星團。以電子俘獲型超新星為代表的低踢速中子星，可被星團保留數十億年，隨后在恒星相互作用和銀河系潮汐剝離下逐漸進入潮汐尾。動力學模擬和射電—光學協同觀測為該中子星的起源找到了遺失的“戶籍證明”。
該研究為連接中子星的星團起源與銀河系盤上的中子星族群演化提供了關鍵觀測證據，填補了中子星從誕生星團走向銀河系盤的關鍵演化環節。這一成果表明，古老而大質量的疏散星團或長期保存一批難以直接觀測的中子星，并在逐漸瓦解的過程中將其釋放到銀河系盤。
相關研究成果發表在《科學通報》（Science Bulletin）上。研究工作得到國家自然科學基金委員會、科學技術部等的支持。
基于觀測（左圖）與數值模擬（右圖）的 NGC 6791 成員星恒星面密度圖
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