Les étoiles à neutrons sont les restes d'étoiles massives après l'explosion d'une supernova. Prédites par Fritz Zwicky et découvertes comme pulsars par Jocelyn Bell Burnell, elles sont si densément comprimées que même la courbure de l'espace-temps y est perceptible. Leur masse est limitée, comme l'a compris Subrahmanyan Chandrasekhar. Aujourd'hui, les étoiles à neutrons servent de laboratoire pour la recherche des axions — des particules issues de la théorie quantique des champs, candidates pour la masse invisible de l'Univers.

Si les axions naissent dans les profondeurs, ils emportent de la chaleur, et l'étoile se refroidit plus vite, augmentant son entropie — un peu comme une cuillère froide accélère le refroidissement du thé. La nouvelle analyse a tenu compte du fait que le cœur peut contenir non seulement des particules ordinaires, mais aussi des particules exotiques (les hyperons). Il s'avère que l'estimation de la masse de l'axion dépend très peu de la composition — la limite supérieure se maintient fermement autour de 10–20 meV, à la portée de la future expérience IAXO. Ainsi, le matériau de la cuillère (acier ou argent) influence peu la vitesse de refroidissement. Étonnamment, les observations des ondes gravitationnelles et de la photométrie concordent pour l'instant mieux avec l'absence d'axions. Mais si la particule est trouvée, sa masse exacte permettra de plonger au cœur de l'étoile et de savoir s'il s'y cache quelque chose d'inhabituel.