球状星团聚集了大量特殊类型脉冲星，包括毫秒脉冲星、脉冲双星、双中子星等。这些脉冲星为研究脉冲星演化规律、分析特殊类型脉冲星形成和演化路径、脉冲星和周围星际介质的相互作用等提供了难得的机会。500米口径球面射电望远镜(FAST)自调试开始即开展球状星团脉冲星巡天工作，至今已发现56颗脉冲星，将FAST天区内球状星团脉冲星数量增加约两倍。
球状星团NGC6517距离我们超过3万光年，是核心塌缩类型的球状星团，具有非常高的核心密度，在FAST开始观测之前其中有4颗已知脉冲星；根据对NGC6517在L波段的射电总流量预测其中的脉冲星总数大约是12颗。凭借空前的灵敏度，FAST已在NGC6517中发现了共17颗脉冲星，使其成为FAST可观测天区内包含已知脉冲星数量最多的球状星团。基于FAST的发现，模拟表明球状星团脉冲星数量和球状星团中心逃逸速度相关(图1)。这一研究工作发表于《天体物理学杂志快报》(Astrophysical Journal Letters, https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ad534e)，第一完成人为贵州大学硕士研究生尹德江，通讯作者包括贵州大学张立云和国家天文台钱磊、潘之辰，被评为AAS亮点研究工作(AAS NOVA, https://aasnova.org/2024/08/02/seeking-solo-super-fast-pulsars/)。文章的完成单位包括贵州大学、国家天文台、贵州射电天文台等。
值得一提的是，模拟结果表明在球状星团M15、M2、NGC6517、M92、M14和M13中有较大可能发现更多脉冲星。据此，重新处理数据，在上述球状星团中又发现了共10颗脉冲星，这些新脉冲星的研究工作正在展开。
图1：球状星团中心逃逸速度和脉冲星数量的模拟情况(Yin et al. 2024)。横轴是以千米每秒为单位的中心逃逸速度，纵轴是估计的脉冲星数量。由图可见，球状星团M15和NGC6517的脉冲星数量基本符合模拟，更多的球状星团脉冲星数量低于模拟，表明有望继续发现其中的新脉冲星。
观测偶现的脉冲星一直以来都是对望远镜灵敏度和稳定性的挑战。这些脉冲星受自身辐射特性或星际介质影响，探测率往往会低至30%甚至更低。
球状星团M3中的脉冲星在之前的观测中具有非常低的探测率，其强度变化可达数百至数千倍，演化时标数小时甚至更短。这意味着前一天观测到非常强的脉冲星信号在后一次观测中可能会完全消失。如其中的脉冲双星M3A，Arecibo的78次观测中仅看到3次，因而无法确定其轨道。
FAST从2019年起即开始监测球状星团M3中的脉冲星，并在其中发现了两颗脉冲星M3E和F(Pan et al. 2021)。根据长期监测，得到了M3A和M3B的闪烁特性，其闪烁特征时标约为1小时，闪烁特征带宽约50 MHz(图2)，揭示了这些脉冲星流量强度变化的成因和规律，表明其中的脉冲星受闪烁影响流量会快速变化。M3E和M3F都是毫秒脉冲双星，轨道周期分别为7天和3天，伴星质量在0.2倍太阳质量左右。这一研究工作发表于天体物理期刊(Astrophysical Journal, https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ad5a82)，第一完成人为贵州大学硕士研究生李保达，通讯作者包括贵州大学张立云，新疆天文台姚菊枚和国家天文台钱磊、潘之辰，被评为AAS亮点研究工作(AAS NOVA, https://aasnova.org/2024/09/27/monthly-roundup-extreme-objects-pulsars-and-magnetars/)。文章的完成单位包括贵州大学、新疆天文台、国家天文台和贵州射电天文台等。
图2：球状星团M3中的脉冲星M3A和M3B的动态谱和闪烁弧。
多年来，国家天文台和贵州大学开展了深入的科研合作，已发表了多篇有影响力的重要科学成果，代表性成果包括在国际顶尖刊物Nature上发表的最短轨道周期脉冲双星系统，以及中国科学的最大中性氢星系样本等。
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