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，首次在疏散星团潮汐尾中直接识别出脉冲星，并通过多体动力学模拟重建了低踢速中子星随星团瓦解、逐渐进入银河系盘的过程。该工作为连接中子星的星团起源与银河系盘上的中子星族群演化提供了关键观测证据。相关成果作为封二版面文章，于2026年8月30日发表在Science Bulletin。
恒星大多成团形成。银河系盘上的疏散星团在长期演化中受到银河系潮汐力作用，逐渐瓦解并把成员恒星释放到银盘中。中子星作为大质量恒星演化的遗骸，也应当起源于星团。在银河系盘上已经发现了数千颗表现为脉冲星的中子星。然而，此前天文学家从未直接观测到中子星从诞生星团进入银河系盘，导致银盘上中子星族群的演化起源环节一直缺少观测证据。
研究团队将寻找迁徙中子星的目光瞄准了银河系中最古老的疏散星团 NGC 6791。这个星团已有约80亿年历史，是银河系中质量最大的疏散星团之一，并且外围存在明显的潮汐结构。
这是一场跨越全球的望远镜接力，也是射电与光学波段的协同突破。被称为“中国天眼”的FAST望远镜探测到自转周期约1.9秒的孤立脉冲星 PSR J1921+3745；南非的MeerKAT射电望远镜进一步确定了它的亚角秒级精确位置；位于夏威夷的加拿大-法国-夏威夷望远镜 CFHT则从光学波段深度描绘出了星团外围的恒星分布。结果发现,该脉冲星位于星团东侧的潮汐结构中（如图1）。
图1 基于观测（左图）与数值模拟（右图）的 NGC 6791 成员星恒星面密度图。左图中的红色星号标示了脉冲星 PSR J1921+3745 的位置。灰色与黄色圆圈分别划定了 FAST 和 MeerKAT 望远镜的搜寻区域。在右图中，红色等高线展示了数值模拟中的星团恒星密度分布，彩色图代表中子星的概率密度分布。
针对该星团的多体动力学模拟进一步表明，核心坍缩型超新星形成的高踢速中子星几乎全部在星团形成后的4000万年内逃离星团；以电子俘获型超新星为代表的低踢速中子星则可以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。动力学模拟和射电-光学协同观测为该中子星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。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。未来对更多古老星团的外围和潮汐结构开展系统的脉冲星搜寻，将有助于约束中子星的形成通道、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。
该论文通讯作者为紫金山天文台符晓婷副研究员和清华大学李菂教授，第一作者为国家天文台张蕾博士。数据处理依托国家超级计算济南中心提供的计算资源和技术支持。该工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目的支持。
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