داخل النجم النيوتروني، تكون المادة مضغوطة بكثافة شديدة لدرجة أن ملعقة صغيرة من مادته قد تزن بقدر جبل. ما يحدث للجسيمات في مثل هذه الظروف لا نراه مباشرة، لكن النجوم تخبرنا عن نفسها من خلال موجات الجاذبية والضوء عندما يندمج نجمان من هذا النوع. كل ملاحظة من هذا القبيل هي بمثابة بصمة إصبع تعتمد على كيفية تفاعل النيوترونات والبروتونات.
في السابق، ولربط الملاحظة بالنظرية، كان على العلماء حل معادلات فيزياء الكم المعقدة ملايين المرات. كل عملية حسابية كانت تستغرق ساعات على حاسوب فائق، وذلك لسيناريو واحد فقط. هذا يشبه محاولة تخمين وصفة طبق من خلال تذوقه دون رؤيته، مع إعادة طهيه من الصفر في كل مرة.
الآن، بنى الباحثون نماذج مبسطة "ذكية" — ما يسمى بالمحاكيات (emulators) — تتعلم من الحسابات الدقيقة ولكن البطيئة. نموذج واحد يتنبأ بسرعة بسلوك المادة النيوترونية، وآخر يوضح كيف يتكون النجم من ذلك. وبدمجها مع بيانات مراصد موجات الجاذبية، تمكن العلماء لأول مرة من تحديد رقمين رئيسيين يصفان تفاعل الجسيمات بشكل مباشر.
اتضح أن حتى ملاحظات النجوم البعيدة يمكنها تضييق نطاق القيم المسموح بها لهذه الأرقام. هذا يعني أن الفيزياء الفلكية أصبحت أداة كاملة لاختبار الفيزياء النووية — كما لو أننا نستطيع النظر إلى أعماق النجم دون مغادرة الأرض.
يدور النجم النيوتروني بسرعة كبيرة لدرجة أن بعضها يكمل مئات الدورات في الثانية — أسرع من خلاط المطبخ.