Une étoile à neutrons, c'est le vestige d'un géant explosé, compressé jusqu'à la taille d'une ville. Une cuillère à café de sa matière pèse un milliard de tonnes. À l'intérieur, les particules sont si densément tassées que les effets quantiques commencent à se manifester. L'un d'eux est la rotation propre des particules, ou spin. En général, dans les calculs, on moyenne le spin et on l'oublie, mais les auteurs de cette étude ont décidé de voir ce qui se passe si on le prend au sérieux.
Ils ont utilisé une théorie de la gravitation avec torsion, comme si l'espace-temps ne se contentait pas de se courber sous l'effet de la masse, mais se tordait aussi autour des spins. Dans une telle théorie, le spin cesse d'être un observateur passif et influence lui-même la géométrie. Pour décrire la matière, ils ont pris un modèle de fluide avec spin (le fluide de Weyssenhoff), où chaque élément du milieu porte son propre moment angulaire. Les équations ont pu être ramenées à celles d'Einstein, mais avec un terme effectif supplémentaire : le spin crée une pression additionnelle et modifie la densité d'énergie.
La modélisation numérique avec une équation d'état réaliste de la matière (DD2) a montré que, pour une constante de couplage positive, le spin rend l'étoile plus compacte. Son rayon diminue, la masse maximale possible chute, et la cohésion gravitationnelle s'affaiblit. Fait intéressant, la différence entre une distribution isotrope et anisotrope des spins s'est avérée négligeable, du moins pour les profils de polarisation lisses qui ont été considérés.
Si l'on pouvait placer une étoile à neutrons dans une tasse, sa surface serait parfaitement lisse : les aspérités ne dépasseraient pas un millimètre, à cause de la gravité monstrueuse.
Dans le roman « L'Œuf du dragon » de Robert Forward, on décrit la vie à la surface d'une étoile à neutrons, où la gravité et les champs magnétiques titanesques engendrent une intelligence totalement étrangère.