Белый карлик — это бывшее ядро звезды вроде Солнца, сжатое до размеров Земли. Чайная ложка его вещества весила бы несколько тонн. Нейтронная звезда — ещё более плотный остаток: город размером с Манхэттен, но с массой больше солнечной. Оба объекта кажутся разными, но между ними есть мост: когда белый карлик набирает массу, его вещество постепенно превращается в нейтронную материю.
Физики изучили этот мост с помощью единой модели. Внутри белого карлика атомные ядра (например, гелия, углерода или кислорода) сидят в узлах кристаллической решётки, как апельсины в ящике. В нейтронной звезде решётка исчезает — ядра сливаются в однородную сверхплотную жидкость. Модель прослеживает, как одно состояние переходит в другое, и вычисляет предельные массы. Для белых карликов из гелия предел — около 1,4 массы Солнца, из углерода — около 1,0.
Такое единое описание — от белого карлика до нейтронной звезды — нужно для расчёта слияний этих объектов. Когда белый карлик и нейтронная звезда сталкиваются, рождаются гравитационные волны и вспышки света. Единая модель даёт точные уравнения состояния вещества, без которых не смоделировать такой катаклизм.
Белый карлик размером с Землю может быть плотнее, чем нейтронная звезда размером с город: всё зависит от того, сколько массы он успел набрать у соседней звезды.