Wanneer twee neutronensterren samensmelten, kan het resulterende object verschillende vormen aannemen, afhankelijk van de massa's en spins van de betrokken neutronensterren en de hoeveelheid massa die tijdens de samensmelting wordt uitgestoten. Hier zijn enkele mogelijke uitkomsten:

1. Zwart gat:Als de totale massa van het samengevoegde systeem een ​​bepaalde drempel overschrijdt (ongeveer 2,5-3 keer de massa van de zon), wordt de zwaartekracht zo sterk dat het object ineenstort in een zwart gat. Het zwarte gat zal een massa hebben die groter is dan de som van de massa's van de oorspronkelijke neutronensterren, omdat tijdens de fusie een deel van de massa in energie wordt omgezet.

2. Neutronenster:Als de totale massa van het samengevoegde systeem onder de drempel van een zwart gat ligt, maar nog steeds boven een kritische waarde (ongeveer 1,4 keer de massa van de zon), kan het resultaat een enkele, snel draaiende neutronenster zijn. Deze nieuwe neutronenster wordt mogelijk ondersteund door middelpuntvliedende krachten in plaats van door de degeneratiedruk van neutronen, wat leidt tot een sterk vervormd en snel roterend object dat bekend staat als een "supramassieve" of "milliseconde" neutronenster.

3. Hypermassieve neutronenster:In sommige gevallen kan de fusie een kortlevende, extreem massieve neutronenster opleveren die de maximale stabiele massa voor neutronensterren overschrijdt. Zo’n hyperzware neutronenster is onstabiel en zal uiteindelijk instorten tot een zwart gat.

4. Magnetar:Fusies van neutronensterren kunnen ook resulteren in de vorming van een magnetar. Een magnetar is een neutronenster met een extreem sterk magnetisch veld, tot een miljard keer sterker dan het magnetische veld van de aarde. Het intense magnetische veld kan verschillende elektromagnetische verschijnselen aandrijven, zoals radio- en gammaflitsen.

5. Kilonova:Tijdens en na de fusie wordt er vaak een aanzienlijke hoeveelheid massa uitgestoten in de vorm van puin. Dit puin kan tot extreem hoge temperaturen worden verwarmd en heldere, voorbijgaande optische en infrarode straling uitzenden, bekend als een 'kilonova'. De kilonova biedt belangrijke inzichten in de nucleosyntheseprocessen die plaatsvinden tijdens het samensmelten van neutronensterren, en kan astronomen ook helpen de vorming van zware elementen in het universum te bestuderen.

6. Gammastraaluitbarsting:Neutronensterfusies kunnen ook in verband worden gebracht met korte gammastraaluitbarstingen (GRB's). GRB's zijn extreem krachtige explosies waarbij enorme hoeveelheden gammastraling en andere vormen van hoogenergetische straling vrijkomen. Er wordt aangenomen dat korte GRB's worden geproduceerd door de materiaalstralen die vanuit de omgeving van de fusie worden gelanceerd.

De specifieke uitkomst van een fusie van neutronensterren hangt af van de parameters van het systeem, en astronomen gebruiken observaties en theoretische modellen om deze gebeurtenissen te bestuderen en de implicaties ervan voor de evolutie van het universum en de vorming van zware elementen te begrijpen.