Les étoiles à neutrons étoiles à neutrons sont la dernière étape de l'évolution stellaire pour les étoiles massives : après l'explosion, le noyau se comprime jusqu'à la taille d'une ville, mais pèse comme le Soleil. Dans les années 1930, Fritz Zwicky les a prédites, et en 1967, Jocelyn Bell Burnell a découvert les pulsars pulsars – des étoiles à neutrons en rotation qui émettent des signaux radio comme des phares cosmiques.

À l'intérieur de ces corps, la densité dépasse celle du noyau atomique, ce qui fait que les protons et les neutrons se désintègrent en quarks. On a longtemps pensé qu'il existait une frontière nette entre la matière nucléaire et la phase de quarks. Cependant, les scientifiques ont combiné les données des ondes gravitationnelles ondulations de l'espace-temps provenant de fusions d'étoiles à neutrons et les résultats du télescope NICER, qui mesure la courbure de l'espace-temps autour d'elles. Grâce à des simulations numériques et à des calculs basés sur la théorie quantique des champs théorie quantique des champs et le modèle standard modèle standard – la partie qui décrit l'interaction forte, élaborée par Frank Wilczek – ils ont découvert que la transition est progressive, comme pour un café au lait. La matière se transforme peu à peu en plasma plasma de quarks et de gluons, sans ligne nette, comme le lait qui se répand en volutes dans l'espresso.

Ce croisement explique pourquoi les étoiles à neutrons peuvent peser deux fois plus que le Soleil sans s'effondrer en trou noir : la matière se comprime de plus en plus facilement, au lieu de résister de manière rigide. Grâce à cela, elles tournent aussi très vite – certaines effectuent plus de 700 tours par seconde sans se déchirer.