Wyobraź sobie, że bierzesz gwiazdę o masie dwa razy większej od Słońca i zgniatasz ją do rozmiarów Manhattanu. W rezultacie otrzymalibyśmy gwiazdę neutronową – jeden z najgęstszych obiektów znalezionych gdziekolwiek we wszechświecie, przekraczający gęstość jakiegokolwiek materiału występującego naturalnie na Ziemi o współczynnik dziesiątek trylionów. Gwiazdy neutronowe są same w sobie niezwykłymi obiektami astrofizycznymi, ale ich ekstremalne gęstości mogą również pozwolić im funkcjonować jako laboratoria do badania podstawowych zagadnień fizyki jądrowej, w warunkach, których nigdy nie można by odtworzyć na Ziemi.

Z powodu tych egzotycznych warunków, naukowcy wciąż nie rozumieją, z czego dokładnie zbudowane są gwiazdy neutronowe, ich tak zwane „równanie stanu” (EoS). Ustalenie tego jest głównym celem współczesnych badań astrofizycznych. Nowy element układanki, ograniczający zakres możliwości, został odkryty przez parę naukowców z IAS: Carolyn Raithel, John N. Bahcall Fellow w Szkole Nauk Przyrodniczych; oraz Elias Most, członek Szkoły i John A. Wheeler Fellow na Uniwersytecie Princeton. Ich praca została niedawno opublikowana w The Astrophysical Journal Letters.

Idealnie byłoby, gdyby naukowcy mogli zajrzeć do wnętrza tych egzotycznych obiektów, ale są one zbyt małe i odległe, aby można je było zobrazować za pomocą standardowych teleskopów. Naukowcy polegają więc na pośrednich właściwościach, które mogą zmierzyć – takich jak masa i promień gwiazdy neutronowej – aby obliczyć EoS, w taki sam sposób, w jaki można użyć długości dwóch boków trójkąta prostokątnego, aby obliczyć jego hipotezę. Jednak promień gwiazdy neutronowej jest bardzo trudny do precyzyjnego zmierzenia. Jedną z obiecujących alternatyw dla przyszłych obserwacji jest użycie zamiast niego wielkości zwanej „szczytową częstotliwością widmową” (lub f2).