1. Trou noir :Si la masse totale du système fusionné dépasse un certain seuil (environ 2,5 à 3 fois la masse du Soleil), l'attraction gravitationnelle devient si forte que l'objet s'effondre dans un trou noir. Le trou noir aura une masse supérieure à la somme des masses des étoiles à neutrons d'origine, car une partie de la masse est convertie en énergie lors de la fusion.
2. Étoile à neutrons :Si la masse totale du système fusionné est inférieure au seuil du trou noir mais toujours supérieure à une valeur critique (environ 1,4 fois la masse du Soleil), le résultat peut être une seule étoile à neutrons en rotation rapide. Cette nouvelle étoile à neutrons pourrait être soutenue par des forces centrifuges au lieu de la pression de dégénérescence des neutrons, conduisant à un objet hautement déformé et en rotation rapide connu sous le nom d'étoile à neutrons « supramassive » ou « milliseconde ».
3. Étoile à neutrons hypermassive :Dans certains cas, la fusion peut produire une étoile à neutrons de courte durée et extrêmement massive qui dépasse la masse stable maximale des étoiles à neutrons. Une telle étoile à neutrons hypermassive est instable et finira par s’effondrer en un trou noir.
4. Magnétar :Les fusions d’étoiles à neutrons peuvent également entraîner la formation d’un magnétar. Un magnétar est une étoile à neutrons dotée d'un champ magnétique extrêmement puissant, jusqu'à un quadrillion de fois plus puissant que le champ magnétique terrestre. Le champ magnétique intense peut alimenter divers phénomènes électromagnétiques, tels que les sursauts radio et gamma.
5. Kilonova :Pendant et après la fusion, il y a souvent une quantité importante de masse éjectée sous forme de débris. Ces débris peuvent être chauffés à des températures extrêmement élevées et émettre un rayonnement optique et infrarouge brillant et transitoire appelé « kilonova ». La kilonova fournit des informations importantes sur les processus de nucléosynthèse qui se produisent lors des fusions d’étoiles à neutrons et peut également aider les astronomes à étudier la formation d’éléments lourds dans l’univers.
6. Sursauts gamma :les fusions d'étoiles à neutrons peuvent également être associées à de courts sursauts gamma (GRB). Les GRB sont des explosions extrêmement puissantes qui libèrent d’énormes quantités de rayons gamma et d’autres formes de rayonnement à haute énergie. On pense que les GRB courts sont produits par les jets de matière lancés à proximité de la fusion.
Le résultat spécifique d'une fusion d'étoiles à neutrons dépend des paramètres du système, et les astronomes utilisent des observations et des modèles théoriques pour étudier ces événements et comprendre leurs implications pour l'évolution de l'univers et la formation d'éléments lourds.
