银河系球状星团动力学演化的 Fermi-LAT 研究：以毫秒脉冲星为探针

利用时间跨度约 $\sim12$ 年的 Fermi-LAT 存档数据，我们研究了球状星团（GlCs）中的毫秒脉冲星（MSPs）族，并探究其与银河系内星团动力学演化的依赖关系。我们表明，$\gamma$ 射线光度（$L_{\gamma}$）与发射率（$\epsilon_{\gamma}=L_{\gamma}/M$）是 GlCs 中 MSPs 族丰度的良好示踪量，且高度依赖于宿主星团的动力学演化历史。具体而言，动力学上更老、结构更致密的 GlCs 更可能具有更大的 $L_{\gamma}$ 与 $\epsilon_{\gamma}$，这些趋势可归纳为与星团恒星碰率 $\Gamma$ 及比碰率（$\Lambda=\Gamma/M$）的强相关：对动力学正常的 GlCs 有 $L_{\gamma}\propto \Gamma^{0.70\pm0.11}$ 与 $\epsilon_{\gamma}\propto \Lambda^{0.73\pm0.13}$。然而，当 GlCs 演化至深度核坍缩时，这些趋势发生反转，意味着强相遇可能导致 MSPs 从核坍缩系统中弹出。此外，发现 GlCs 的 $\epsilon_{\gamma}$ 随恒星初始质量函数斜率增大、潮汐半径减小以及距银心（GC）距离减小而增大。这些相关性表明，随着 GlCs 损失动能并朝 GC 内旋，潮汐剥离与质量 segregated 更倾向于导致普通恒星从 GlCs 流失，而 MSPs 更可能向星团中心聚集并沉积于 GC。再者，我们估得 GlCs 的 $\epsilon_{\gamma}$ 约为银核的 $\sim10-1000$ 倍，后者被认为栖居数千未分辨 MSPs 并可能造就 GC $\gamma$ 射线超出，这支持 GlCs 是 GC 中 MSPs 族的重要贡献者。