Una kilonova es una explosión transitoria producida por la fusión de dos estrellas de neutrones o, eventualmente, una estrella de neutrones con un agujero negro estelar. Su luminosidad es del orden de mil veces la de una nova clásica (de ahí el prefijo "kilo-"), pero menor que la de una supernova: dura días en vez de meses y emite predominantemente en óptico e infrarrojo cercano por la abundante producción de lantánidos opacos en sus eyecta.
GW170817, observada en agosto de 2017, fue la primera kilonova confirmada, detectada simultáneamente como ondas gravitacionales por LIGO/Virgo y como contraparte óptica/infrarroja a 40 Mpc en la galaxia NGC 4993. Las observaciones espectroscópicas detectaron líneas de estroncio y otros elementos pesados, confirmando que las fusiones binarias de neutrones son fuentes principales del proceso r y, por tanto, del oro, platino y uranio cósmicos. Marcó el inicio de la era de la astronomía multimensajero.