Для обнаружения нейтронных звезд требуются инструменты, отличные от тех, которые используются для обнаружения нормальных звезд, и они много лет избегали астрономов из-за их специфических характеристик. Нейтронная звезда технически больше не находится на звезде; это фаза, которой достигают некоторые звезды в конце своего существования. Нормальная звезда горит через водородное топливо в течение своей жизни, пока водород не сгорит, и силы тяжести не заставят звезду сжиматься, заставляя ее двигаться внутрь, пока гелиевые газы не пройдут тот же ядерный синтез, что и водород, и звезда превращается в красного гиганта, последнюю вспышку перед своим окончательным обрушением. Если звезда большая, она создаст сверхновую из расширяющегося материала, сжигающую все свои запасы в одном захватывающем финале. Меньшие звезды разбиваются на пылевые облака, но если звезда достаточно велика, ее сила тяжести заставит весь оставшийся материал под огромным давлением. Слишком большая гравитационная сила, и звезда взрывается, превращаясь в черную дыру, но при правильном количестве силы тяжести звезды останутся вместе вместо этого, образуя оболочку из невероятно плотных нейтронов. Эти нейтронные звезды редко излучают какой-либо свет и имеют ширину всего в несколько миль, что затрудняет их просмотр и обнаружение.
Нейтронные звезды имеют две основные характеристики, которые могут обнаружить ученые. Первая нейтронная звезда - это интенсивная гравитационная сила. Иногда их можно обнаружить по тому, как их гравитация влияет на более видимые объекты вокруг них. Тщательно вычерчивая взаимодействия гравитации между объектами в космосе, астрономы могут точно определить место, где находится нейтронная звезда или подобное явление. Второй метод заключается в обнаружении пульсаров. Пульсары - это нейтронные звезды, которые вращаются, как правило, очень быстро, в результате создаваемого ими гравитационного давления. Их огромная сила тяжести и быстрое вращение заставляют их излучать электромагнитную энергию от обоих своих магнитных полюсов. Эти полюса вращаются вместе с нейтронной звездой, и если они обращены к Земле, их можно воспринимать как радиоволны. Эффект - это очень быстрые радиоволновые импульсы, когда два полюса поворачиваются один за другим лицом к Земле, пока вращается нейтронная звезда.
Другие нейтронные звезды производят рентгеновское излучение, когда материалы внутри них сжимаются и нагреваются до тех пор, пока звезда не испустит рентгеновское излучение от своих полюсов. Ища рентгеновские импульсы, ученые могут найти и эти рентгеновские пульсары и добавить их в список известных нейтронных звезд.