Le stelle di neutroni sono oggetti astronomici estremamente densi (hanno una massa comparabile a quella del Sole confinata in un raggio di una decina di km) . Si si trovano all’interno di nebulose che, come quella del Granchio, sono state originate dalla conflagrazione che ha dato luogo a una supernova.

Il nome di questi "cadaveri di stella" deriva dal fatto che il loro nucleo, secondo il modello più accreditato, è costituito in gran parte da neutroni. A differenza dei protoni, i neutroni possono infatti formare nuclei anche molto pesanti che, alle altissime pressioni che si producono all'interno della stella, non decadono come farebbero in superficie, ma si mantengono stabili. Tenuti assieme dalla forza di gravità, i neutroni si aggregano a formare un unico oggetto di materia densissima.

La densità di queste stelle è talmente elevata che un cucchiaino di una stella di neutroni ha il peso equivalente dell'intera catena alpina! Essendo oggetti così compatti, producono anche una notevole curvatura del loro intorno spaziotemporale (confrontabile con quello di un buco nero della stessa massa), il loro studio necessita pertanto della teoria della relatività generale di Einstein.

Le stelle di neutroni costituiscono a volte un sistema binario: due stelle di neutroni, ognuna delle quali ruota vorticosamente su se stessa, e che orbitano intorno al centro di massa comune. A causa della perdita di momento angolare attraverso l'emissione di onde gravitazionali, le due stelle orbitano in un lento ma progressivo reciproco avvicinamento (spiraleggiamento). Raggiunta una distanza critica, il processo di fusione diventa estremamente rapido. I tempi indicati nelle immagini sono espressi in millisecondi.

L’immagine principale mostra una fase conclusiva del processo, mentre l’immagine correlata lo presenta nella sua genesi dal momento in cui le due stelle formano ancora un sistema binario.