يمكن مشاهدة الثقوب السوداء النجمية الموجودة في نجم ثنائي عندما تنجذب مادة من النجم القرين إلى الثقب الأسود (باعتبار أن الثقب الأسود أحد "النجمين " في الثنائي). وتعمل الطاقة الكبيرة الناتجة عن انهيار المادة على الثقب الأسود على تسخين المادة إلى درجات حرارة عالية تصل إلى عدة مئات الملايين كلفن وهذه تتسبب في إنتاج أشعة إكس والتي يمكن تسجيلها (أنظر علم الفلك للأشعة السينية).
أي أن الثقب الأسود يمكن رؤيته من الأشعة السينية التي يصدرها، بينما تمكن مشاهدة النجم القرين من ضوئه بالتلسكوب الضوئي. ويبدو أن الطاقة الناتجة من الثقب الأسودتكون مساوية للطاقة التي تُنتج أيضا من نجم نيوتروني. ولذلك يصعب التفرقة بين الثقب الأسود والنجم النيوتروني.
ولكن النجم النيوتروني له خواص أحرى تميزه، منها أن له دوران تفاضلي حول محوره، وقد يكون له مجال مغناطيسي، وقد تحدث فيه انفجارات موضعية صغيرة (انفجار نووي حراري). فعندما تشاهد تلك الصفات فيمكن القول بأن الجرم المنضغط في نظام ثنائي إنما هو نجم نيوتروني.
ويمكن تعيين الكتلة عن طريق الأشعة السينية التي يصدرها الجرم المنضغط بالإضافة إلى بيانات الضوء المرصود. وتحوي جميع النجوم النيوترونية كتل بين 3 - 5 كتلة شمسية. ولم تُبدي أي من تلك الأجرام المنضغطة (المتقلصة) التي تحوي كتلة أكبر من 5 كتلة شمسية بأن لها خواص النجوم النيوترونية. تلك البيانات تجعلنا نستنتج أن تلك الأصناف من النجوم المنضغطة التي تحتوي على كتلة أكبر من 5 كتلة شمسية إنما تكون في الواقع ثقوبا سوداء.