艺术家描绘了星团潮汐尾上的脉冲星及接力不雅测的三组千里镜。课题组供图

■记者 崔雪芹

星河系盘上散落着数以千计的中子星，它们毕竟怎样脱离出生的情况，终极成为银盘中子星群体的一员？近一个世纪前，中子星及恒星星族的观点前后进入现代天文学，但毗连两者的演化环节却持久缺乏直接的不雅测证据。

中国科学院紫金山天文台副研究员符晓婷与清华年夜学传授李菂领衔的国际研究团队，初次于古老疏散星团的潮汐尾中定位到一颗脉冲星，多重证据注解，它正于“离家出走”，跟着星团的潮汐剥离逐渐进入星河系盘。近日，相干研究结果发表在《科学传递》。

“星河系盘上数以千计的中子星持久缺乏可以追溯出生情况的‘户籍记载’。这项研究第一次把一颗中子星及正于崩溃的出生星团直接接洽起来，看到了它从星团走向星河系盘的历程。”论文通信作者符晓婷告诉《中国科学报》。

于论文另外一位通信作者李菂看来，这项事情毗连了两个持久以来相对于自力的问题：超新星如何孕育发生中子星，以和这些中子星脱离出生情况后，如何成为今天散播于星河系中的中子星群体。

星团中的中子星哪去了

恒星凡是不是伶仃降生的，星河系盘中的年夜量恒星形成在疏散星团。跟着星团绕星河系运行，于内部动力学及星河系潮汐力作用下，成员恒星被不停剥离，终极散入星河系盘。作为恒星演化后的“遗骸”，中子星理论上也应履历近似历程。

但持久以来，人们很少可以或许把一颗伶仃中子星与它曾经经所属的疏散星团直接接洽起来。一个要害缘故原由于在中子星降生时得到的“初生踢速”。年夜大都中子星形成在焦点坍缩型超新星。因为发作存于不合错误称性，会于炸裂刹时付与新生中子星每一秒数百千米的反冲速率，将其刹时抛出星团。

然而，并不是所有中子星都有云云高的踢速。例如，电子俘获型超新星等低踢速形成通道可能会孕育发生初生速率只有每一秒数千米的中子星，使其有时机于星团中持久留存，直到后者被星河系的引力逐渐崩溃并于外围被潮汐力拉出延长的“潮汐尾”，这时候留于星团“老家”的中子星也会随之脱离。

接力寻踪

为寻觅留于潮汐尾中的中子星，一场超过全世界的千里镜接力正式开启。

研究团队将眼光锁定于已经有约80亿年汗青、具备较着潮汐布局的古老疏散星团NGC 6791上。“中国天眼”500米口径球面射电千里镜（FAST）探测到自转周期约1.9秒的伶仃脉冲星PSR J1921+3745；南非的MeerKAT射电千里镜对于其举行了角秒级的切确定位；位在美国夏威夷的光学千里镜CFHT则深度描绘出星团外围的恒星漫衍。当三组数据叠合，这颗脉冲星刚好位在NGC 6791星团东侧显著的潮汐尾上。

位置重归并不是独一证据。脉冲星色散量推算的间隔与星团恒星获得的间隔相符，无关的脉冲星随机落入该区域的几率很小，其周围也没丰年轻星族新形成中子星的迹象。多项自力证据配合撑持这颗脉冲星与星团存于物理联系关系。

随后，研究团队使用多体动力学数值模仿，重现了星团中恒星长达80亿年的迁移汗青。模仿显示，由平凡焦点坍缩超新星形成、得到较年夜初生踢速的中子星险些城市于初期逃离；低踢速形成的中子星则可以留存数十亿年。今后，跟着星团内部动力学演化及星河系潮汐作用连续转变成员轨道，一部门中子星会逐渐进入潮汐尾，终极离开星团。

PSR J1921+3745地点的位置，刚好对于应这一漫长历程中的一个中间阶段。

超过近百年的汗青毗连

成心思的是，这项横跨脉冲星、恒星演化、星团动力学及星河系布局的研究，最初源在两位通信作者的一次学术闲谈。

符晓婷持久从事恒星物理、恒星星族及星河系研究，而李菂持久从事射电天文及脉冲星研究。“星团及脉冲星毕竟有甚么瓜葛？”一次闲谈中，这个简朴的问题让两人意想到，各自认识的研究对于象间可能存于一个此前没有被充实存眷的毗连点。继承追问下去，他们意想到，假如部门中子星可以或许持久留于星团，那末跟着星团解体，它们也应该呈现于潮汐尾中。

在是，射电—光学千里镜的全世界不雅测接力，以和多体动力学模仿，被放到了统一个科学问题下。差别范畴各自把握的信息，拼成为了一条从中子星形成、持久留存到终极进入星河系盘的演化链。

这颗脉冲星也使研究团队提出了新的问题。研究职员发明，PSR J1921+3745还有体现出一些于其他脉冲星中其实不常见的射电脉冲特性。论文第一作者、中国科学院国度天文台的张蕾对于此项事情打开的新窗口布满期待：“于这颗正迁移出星团的脉冲星上，咱们确凿发明了一些于另外脉冲星上很少见的特性。接下来，咱们但愿搞清这些特性是否与它非凡的形成及持久演化履历有关，并把对于单颗脉冲星的研究放到星河系星族演化的配景中加以理解。”

这项研究不仅追溯了一颗中子星长达数十亿年的迁移史，也延续了一条近百年的科学摸索线。

1934年，美国威尔逊山天文台的德国天文学家沃尔特·巴德及同事兹威基提出，超新星代表平凡恒星向中子星的改变。十年后，巴德又经由过程对于临近星系恒星的研究，成立了两类恒星星族的观点。前者开启了中子星与超新星研究的主要标的目的，后者则为理解恒星怎样构成及塑造星系奠基了基础。受限在其时的不雅测前提，巴德固然不成能看到今天这一幕：超新星留下的中子星，于一个古老星团中留存数十亿年，又跟着星团被星河系潮汐力逐渐剥离，终极进入星河系盘，成为散播此中的中子星群体的一员。

近一个世纪后，星团潮汐尾上的这颗脉冲星，使巴德开启的两条科学线索于一个详细天体上交汇。今天的天文学家站于前人成立的科学图景之上，终究看到了阿谁时代没法看到的演化环节。这颗脉冲星一边记载着一颗中子星数十亿年的迁移，一边测量人类近一个世纪熟悉中子星与恒星星族的科学脚步。

相干论文信息：

https://doi.org/10.1016/j.scib.2026.07.006

《中国科学报》 (2026-09-16 第1版 要闻)

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