Neutronstjerne, hvilken som helst av en klasse med ekstremt tette, kompakte stjerner som antas å være sammensatt av nøytroner. Neutronstjerner er vanligvis omtrent 20 km i diameter. Massene deres varierer mellom 1,18 og 1,97 ganger solen, men de fleste er 1,35 ganger solen. Dermed er deres gjennomsnittlige tetthet ekstremt høye - omtrent 10 14ganger vannets. Dette tilnærmer tettheten inne i atomkjernen, og på noen måter kan en nøytronstjerne tenkes som en gigantisk kjerne. Det er ikke definitivt kjent hva som er i sentrum av stjernen, hvor trykket er størst; teorier inkluderer hyperoner, kaoner og pioner. Mellomlagene er stort sett nøytroner og er sannsynligvis i en "overflødig" tilstand. Den ytre 1 km (0,6 mil) er solid, til tross for de høye temperaturene, som kan være så høye som 1 000 000 K. Overflaten til dette faste laget, der trykket er lavest, er sammensatt av en ekstremt tett form av jern.
stjerne: Neutron stars
Når massen til restkjernen ligger mellom 1,4 og omtrent 2 solmasser, blir den tilsynelatende en nøytronstjerne med en tetthet mer enn
Et annet viktig kjennetegn ved nøytronstjerner er tilstedeværelsen av veldig sterke magnetfelt, oppover 10 12 gauss (Jordens magnetiske felt er 0,5 gauss), noe som får overflatejernet til å polymeriseres i form av lange kjeder med jernatomer. De individuelle atomene blir komprimerte og langstrakte i retning av magnetfeltet og kan binde sammen ende til ende. Under overflaten blir trykket mye for høyt til at individuelle atomer kan eksistere.
Oppdagelsen av pulsarer i 1967 ga det første beviset på eksistensen av nøytronstjerner. Pulsarer er nøytronstjerner som avgir strålingspulser en gang per rotasjon. Strålingen som sendes ut er vanligvis radiobølger, men det er også kjent at pulsarer sender ut i bølgelengder med optisk, røntgen og gammastråle. De veldig korte periodene av for eksempel Crab (NP 0532) og Vela pulsarer (henholdsvis 33 og 83 millisekunder) utelukker muligheten for at de kan være hvite dverger. Pulsene er et resultat av elektrodynamiske fenomener generert av deres rotasjon og deres sterke magnetiske felt, som i en dynamo. Når det gjelder radiopulsarer, forfaller nøytroner ved overflaten av stjernen til protoner og elektroner. Når disse ladede partiklene frigjøres fra overflaten, kommer de inn i det intense magnetfeltet som omgir stjernen og roterer sammen med den. Akselerert til hastigheter som nærmer seg lyset, avgir partiklene elektromagnetisk stråling ved synkrotronutslipp. Denne strålingen frigjøres som intense radiostråler fra pulsars magnetiske poler.
Mange binære røntgenkilder, som Hercules X-1, inneholder nøytronstjerner. Kosmiske gjenstander av denne typen avgir røntgenstråler ved komprimering av materiale fra ledsagerstjerner som er anbragt på overflatene.
Neutronstjerner blir også sett på som objekter som kalles roterende radiotransienter (RRAT) og som magnetar. RRAT-er er kilder som avgir enkelt radioutbrudd, men med uregelmessige intervaller fra fire minutter til tre timer. Årsaken til RRAT-fenomenet er ukjent. Magnetarer er sterkt magnetiserte nøytronstjerner som har et magnetfelt på mellom 10 14 og 10 15 gauss.
De fleste etterforskere mener at nøytronstjerner dannes av supernovaeksplosjoner der kollapsen av den sentrale kjernen i supernovaen blir stoppet av økende nøytrontrykk når kjernetettheten øker til omtrent 10 15 gram per kubikk cm. Hvis den kollapsende kjernen er mer massiv enn omtrent tre solmasser, kan imidlertid ikke en nøytronstjerne dannes, og kjernen vil antagelig bli et svart hull.
