Neutrónová hviezda, ktorákoľvek z triedy extrémne hustých kompaktných hviezd sa považuje za zloženú prevažne z neutrónov. Priemer neutrónových hviezd je zvyčajne asi 20 km. Ich hmotnosti sa pohybujú medzi 1,18 a 1,97-násobkom hmotnosti Slnka, ale väčšina je 1,35-krát väčšia ako hmotnosť Slnka. Ich priemerná hustota je teda extrémne vysoká - približne 1014krát viac ako voda. To aproximuje hustotu vo vnútri atómového jadra a v niektorých ohľadoch môže byť neutrónová hviezda chápaná ako gigantické jadro. Nie je definitívne známe, čo je v strede hviezdy, kde je najväčší tlak; Medzi teórie patria hyperóny, kaóny a pióny. Medziľahlé vrstvy sú väčšinou neutróny a pravdepodobne sú v „superfluidnom“ stave. Vonkajší 1 km (0,6 míle) je pevný, napriek vysokým teplotám, ktoré môžu byť až 1 000 000 K. Povrch tejto pevnej vrstvy, kde je tlak nízky, je zložený z extrémne hustej formy železa.
hviezda: Neutrónové hviezdy
Keď hmota zvyšného jadra leží medzi 1,4 a približne 2 slnečnými hmotami, zrejme sa stane neutrónovou hviezdou s hustotou vyššou ako
Ďalšou dôležitou vlastnosťou neutrónových hviezd je prítomnosť veľmi silného magnetického poľa, smerom nahor o 10 12 Gauss (magnetické pole Zeme je 0,5 gaussov), čo spôsobí, že povrch železa, ktoré majú byť polymerizovaný vo forme dlhých reťazcov atómov železa. Jednotlivé atómy sa stláčajú a predlžujú v smere magnetického poľa a môžu sa navzájom spájať medzi sebou. Pod povrchom je tlak príliš vysoký na to, aby existovali jednotlivé atómy.
Objav pulzarov v roku 1967 poskytol prvý dôkaz o existencii neutrónových hviezd. Pulsary sú neutrónové hviezdy, ktoré emitujú impulzy žiarenia raz za jednu rotáciu. Vyžarovaným žiarením sú obvykle rádiové vlny, ale je známe, že pulzary vyžarujú aj optické, röntgenové a gama lúče. Veľmi krátke obdobia napríklad pulzarov Crab (NP 0532) a Vela (33 milisekúnd, respektíve 83 milisekúnd) vylučujú možnosť, že by to mohli byť bieli trpaslíci. Impulzy sú výsledkom elektrodynamických javov generovaných ich rotáciou a ich silnými magnetickými poľami, ako v dynamo. V prípade rádiových pulzarov sa neutróny na povrchu hviezdy rozpadajú na protóny a elektróny. Keď sa tieto nabité častice uvoľňujú z povrchu, vstupujú do intenzívneho magnetického poľa, ktoré obklopuje hviezdu a otáča sa spolu s ňou. Zrýchlené na rýchlosti blížiace sa rýchlosti svetla uvoľňujú častice elektromagnetické žiarenie synchrotrónovou emisiou. Toto žiarenie sa uvoľňuje ako intenzívne rádioaktívne lúče z magnetických pólov pulzaru.
Mnoho binárnych zdrojov röntgenového žiarenia, napríklad Hercules X-1, obsahuje neutrónové hviezdy. Kozmické objekty tohto druhu emitujú röntgenové lúče stláčaním materiálu zo sprievodných hviezd nahromadených na ich povrchoch.
Neutrónové hviezdy sa tiež považujú za objekty nazývané rotujúce rádiové prechody (RRAT) a ako magnetary. RRAT sú zdroje, ktoré emitujú jednotlivé rádiové impulzy, ale v nepravidelných intervaloch v rozsahu od štyroch minút do troch hodín. Príčina javu RRAT nie je známa. Magnetarov sú vysoko magnetizované neutrónovej hviezdy, ktoré majú magnetické pole medzi 10 14 a 10 15 gaussov.
Väčšina výskumníkov sa domnieva, že neutrónové hviezdy sú tvorené výbuchmi supernov, pri ktorých sa zrútenie centrálneho jadra supernovy zastaví stúpajúcim neutrónovým tlakom, keď sa hustota jadra zvyšuje na približne 10 15 gramov na kubický cm. Ak je však zrútené jadro masívnejšie ako asi tri solárne hmoty, neutrónová hviezda sa nemôže vytvoriť a jadro by sa pravdepodobne stalo čiernou dierou.
