A neutroncsillagok szupernóva-robbanásokban elpusztult csillagok halott maradványai. Amikor egy csillag szupernóvává válik, magja összeomolhat saját gravitációja nyomán. Ha a mag kellően nagy tömegű, abból fekete lyuk keletkezhet, amely még a fény fotonjait  sem engedi ki közvetlen gravitációs vonzáskörzetéből. A kevésbé nehéz magokból pedig neutroncsillagok keletkezhetnek, amelyek erős gravitációja a protonokat és az elektronokat neutronokká préseli össze.

A neutroncsillagok a fekete lyukakhoz hasonlóan érdekes és sok szempontból még mindig nagyon rejtélyes égitestek, hiszen gyakorlatilag városnyi méretű atommagokról van szó, mondja Thankful Cromartie, a Virginiai Egyetem és a NRAO csillagásza, az új eredményekről beszámoló tanulmány vezető szerzője.

A neutroncsillagok rendszerint egészen kicsik a megszokott csillagászati objektumokhoz képest, hiszen átmérőjük mindössze 19 kilométer körüli. Cserébe viszont rendkívül sűrűek és nehezek. Egy neutroncsillag tömege gyakran eléri a Nap tömegét, ami azt jelenti, hogy egy kockacukornyi minta egy neutroncsillagból 100 millió tonnát nyomna, ami egyébként Cromartie és társai sajtóközleménye szerint a teljes emberi népesség tömegének felel meg. A neutroncsillagok tehát a fekete lyukakat leszámítva a világegyetem legsűrűbb ismert objektumai.

Bár a szakértők évtizedek óta vizsgálják ezeket az égitesteket, még mindig alig tudunk róluk valamit. Nem tudjuk például, hogy mi van belsejükben, de elképzelhető, hogy az elképesztő nyomás miatt a neutronok kvarkokra szakadnak szét. És azt sem tudjuk, hogy hol húzódik a határ, amelyen túl az objektum gravitációja olyan erős lesz, hogy az fekete lyukká válik.

Az újonnan lemért neutroncsillag, a J0740+6620 katalógusjelű objektum 4600 fényévre van a Földtől, és elképesztően nagy  tömege. 25 kilométeres átmérőjéhez 2,14 naptömeg társul, ami a teoretikusok szerint erősen megközelíti az előbb említett határt. Ezt átlépve a gravitáció már a neutronok további összeomlást gátló hatását is túlszárnyalja, így fekete lyuk keletkezik. Hogy pontosan mi az a sűrűség és tömeg, ahol ez megtörténik, annak megfejtéséhez minden újabb nehéz neutroncsillag közelebb viszi a szakértőket.

A J0740+6620 egy pulzár, vagyis egy gyorsan forgó neutroncsillag, amelynek pólusaiból erős rádiónyalábok indulnak ki. Ahogy az égitest forog, ezek a nyalábok a külső megfigyelő számára ugyanúgy ismétlődő villanásoknak látszanak, ahogy a világítótornyok fénynyalábjai. A kérdéses égitest ráadásul egy úgynevezett milliszekundumos pulzár, vagyis másodpercenként több százszor fordul meg saját tengelye körül.

Az égitest tömegét annak kísérője segítségével határozták meg a kutatók. A neutroncsillag körül kering ugyanis egy fehér törpe, amely saját tömegének megfelelő mértékben torzítja a téridőt saját környezetében. Ez a torzulás a pulzár jeleit is késlelteti, amikor a fehér törpe „áthalad” a Föld és a pulzár között. Ezekből a késésekből a szakértők meg tudták határozni a fehér törpe tömegét, utóbbi és a pulzár egymás körüli pályájából pedig a nehezebbik égitest tömegét is megállapították.