Нейтронная звезда — это огрызок взорвавшегося гиганта, сжатый до размеров города. Чайная ложка её вещества весит миллиард тонн. Внутри такой звезды частицы упакованы так плотно, что начинают проявляться квантовые эффекты. Один из них — собственное вращение частиц, или спин. Обычно в расчётах спин усредняют и забывают, но авторы работы решили посмотреть, что будет, если отнестись к нему всерьёз.
Они использовали теорию гравитации с кручением — как если бы пространство-время не только изгибалось массой, но и закручивалось вокруг спинов. В такой теории спин перестаёт быть пассивным наблюдателем и сам влияет на геометрию. Для описания вещества взяли модель жидкости со спином (жидкость Вейссенхоффа), где каждый элемент среды несёт свой угловой момент. Уравнения удалось свести к эйнштейновским, но с эффективной добавкой: спин создаёт дополнительное давление и меняет плотность энергии.
Численное моделирование с реалистичным уравнением состояния вещества (DD2) показало: при положительной константе связи спин делает звезду более компактной. Её радиус уменьшается, максимально возможная масса падает, а гравитационная связанность ослабевает. Интересно, что разница между изотропным и анизотропным распределением спинов оказалась ничтожной — по крайней мере для плавных профилей поляризации, которые рассматривались.
Если бы нейтронную звезду можно было поместить в чашку, её поверхность была бы идеально гладкой: бугры не превышали бы миллиметра из-за чудовищной гравитации.
В романе «Яйцо дракона» Роберта Форварда описывается жизнь на поверхности нейтронной звезды, где чудовищная гравитация и магнитные поля создают совершенно чуждый разум.