A neutroncsillagok nagytömegű csillagok maradványai: miután az eredeti égitest szupernóvává válva ledobja külső rétegeit, a mag gravitációs összeomláson megy át. Ha a tömege kellően nagy, akkor fekete lyukká is válhat, ha azonban nem éri el az ehhez szükséges határt, akkor neutroncsillag, vagyis egy főként neutronokból álló, rendkívül sűrű gömb alakul ki belőle.

A neutroncsillagok méretével és fizikai tulajdonságaival kapcsolatban mostanáig annyit tudtunk, hogy tömegük általában egy–két naptömeg közötti, sűrűségük pedig az atommagénak megfelelő nagyságrendű, vagyis több mint 100 billió gramm/cm³. Ez azt jelenti, hogy egy kockacukornyi neutroncsillag körülbelül 100 millió tonna tömegű. Ennek megfelelően a neutroncsillagok gravitációja sokkal erősebb a Földénél, és nagyon erős mágneses mezővel is rendelkeznek.

Az égitestek kapcsán nem sokkal ezelőttig csak igen tág becslések léteztek azzal kapcsolatban, hogy mekkora lehet ezen félelmetes objektumok átmérője. Mivel ahogy már említettük, rendkívül sűrű égitestekről van szó, túl kicsik ahhoz, hogy közvetlenül megfigyeljük kiterjedésüket, a tömegadatok, illetve az általuk kibocsátott röntgen- és egyéb sugárzások alapján pedig csak annyit sikerült megbecsülni, hogy az átmérő 20–30 kilométer között van.

Egy német kutatócsoport azonban új megközelítésben vizsgálta a problémát, és ilyen módon képesek voltak pontosítani az átmérővel kapcsolatos adatokat. Úgy találták, hogy egy átlagos, 1,4 naptömegű neutroncsillag 22 kilométer átmérőjű (a bizonytalanság +0,9/–0,6 km).

Külön érdekes, hogy hogyan jutottak a szakértők az elmondásuk szerint minden korábbi becslésnél két nagyságrenddel pontosabb eredményre. Először is nagyon összetett műveletek révén modellezték egy 1,4 naptömegű neutroncsillag nyomás-, térfogat- és hőmérséklet-viszonyait. Majd az így kapott eredményeket összevetették egy 2017-es megfigyelés adataival. A kérdéses esemény, a GW170817 során két neutroncsillag összeolvadását figyelték meg a szakértők a gravitációshullám-detektorok és más műszerek révén, először észlelve hasonló jelenséget a csillagászat történetében.

Érdekes módon az ütközés nyomán nem keletkezett rögtön fekete lyuk. Ez nagyjából 2,4 naptömeg körül következik be törvényszerűen, a két ütköző csillag össztömege azonban nem érte el ezt a határt. Az észlelési adatok alapján ehelyett az történt, hogy átmenetileg létrejött egy hipernehéz neutroncsillag, amely majdnem elérte ezt a kritikus tömeget, aztán ez röviddel később fekete lyukká omlott össze. A kutatók mindezen megfigyelések és a modell összevetése alapján jelentősen pontosítani tudták a neutroncsillagok átlagos átmérőjével kapcsolatos adatot.

A 22 kilométeres átmérőből többek közt azért érdekes, mert a csillagászok egyik nagy vágya, hogy tanúi legyenek egy fekete lyuk és egy neutroncsillag ütközésének, ugyanakkor sok a bizonytalanság azzal kapcsolatban, hogy egy ilyen eseményt hagyományos műszerekkel lehet-e látni, vagy csak a gravitációshullám-detektorokkal észlelhető.

A német szakértők erre a kérdésre is megpróbáltak választ adni, és modellezték, hogy mi történne, ha egy átlagos neutroncsillag különböző méretű fekete lyukakkal ütközne. A vizsgálatok alapján amennyiben a fekete lyuk tömege meghaladja a 3,4 naptömeget, az ütközésben semennyi anyag nem dobódik ki, így elektromágneses sugárzás sem bocsátódik ki. Mivel ez rendkívül alacsony tömegnek számít, ami a fekete lyukakat illeti, nagyon úgy tűnik, hogy a hasonló ütközéseket elektromágneses sugárzást mérő távcsövekkel nem fogunk tudni detektálni.