Neutronska zvijezda
Neutronska zvijezda je kompaktna zvijezda kod koje težina zvijezde zavisi od pritiska slobodnih neutrona. Također se zove i degenerirana zvijezda. Neutron je elementarna čestica koja gradi atomsko jezgro. Neutroni su električki neutralni (po čemu su i dobili naziv), a koji za razliku od protona, mogu se sabijati i tako oformiti ekstremno velika "jezgra" čak i do nekoliko puta većih masa od mase Sunca. Neutronske zvijezde su prva bitna nebeska tijela čije postojanje je prvi put pretpostavljeno u teoriji (1933. god.) i kasnije (1968. god.) otkrivene, u prvom redu kao radio-pulsari. Neutronske zvijezde imaju masu istog reda veličine kao i Sunce. Njihova veličina (radijus) je reda veličine 10 km, tj. 70000 puta manji je od Sunčevog. Tako je masa neutronske zvijezde sadržana u volumenu 70000&sup3 ili približno 1014 puta manjem nego što je Sunčev, a srednja gustoća mase može biti 1014 puta veća nego gustoća Sunca. Tako gusta materija se ne može proizvesti u laboratoriju. Neutronske zvijezde su najgušći poznati objekti. To odgovara gustoći atomskog jezgra. Dakako, i neutronska zvijezda se može smatrati gigantskim atomskim jezgrom, vezanim gravitacionom silom. Zbog njene male veličine i velike gustoće, neutronska zvijezda posjeduje površinsko gravitaciono polje koje je za 2×1011 veće od Zemljinog. Jedna od mjera za gravitaciju je i izlazna brzina, tj. brzina koju treba dati nekom tijelu da bi ono moglo izaći iz gravitacionog polja u beskonačnost. Za neutronsku zvijezdu takve brzine su tipično oko 100.000 km/s, što čini 1/3 brzine svjetlosti. Obratno: tijelo koje pada na površinu neutronske zvijezde bi se sudarilo sa zvijezdom također pri brzini od 100.000 km/s. Gledajući iz perspektive, ako bi prosječno ljudsko biće došlo u dodir sa neutronskom zvijezdom, oni bi se sudarili tako žestoko što bi proizvelo nuklearnu eksploziju od 100 megatona. Neutronske zvijezde su jedne od nekoliko mogućih krajnjih tačaka evolucije zvijezda, pa se ponekad zato i zove mrtvom zvijezdom. Nastaju pri eksploziji supernove kao ostak masivne zvijezde (supernova tipa II ili Ib), ili kao ostatak kolabirajućeg bijelog patuljka od supernove tipa Ia. Neutronske zvijezde su obično prečnika oko 20 km i imaju masu koja je za 1,4 puta veća od Sunčeve (Chandrasekarova granica, ispod koje bi umjesto toga bile bijeli patuljci), ali i manju masu od Sunčeve za oko 3 puta (inače bi bile crne rupe), te se okreću vrlo brzo (jedna revolucija može trajati čak od 30 sekundi do stotine sekundi). Materija na površini neutronske zvijezde se sastoji redovito od nukleusa i joniziranih elektrona. Zvijezdina "atmosfera" je oko 1 m debljine, ispod koje se nalazi čvrsta "kora". U unutrašnjosti se nalazi jezgro sa rastućim brojem neutrona. Takvi nukleusi bi se brzo raspali na Zemlji, ali se održavaju u stabilnom stanju zahvaljujući velikim pritiscima. Još dublje, nalazi se tačka zvana tačka neutronskog curenja gdje slobodni neutroni ističu iz jezgra. U ovoj oblasti imamo jezgra, slobodne elektrone i slobodne neutrone. Nukleusi postaju sve manji i manji sve dok ne dosegnu jezgro, prema definiciji tačke gdje zajedno nestaju. Egzaktna priroda superguste materije u jezgru još nije sasvim razjašnjena. Neki istraživači označavaju ovu teoretsku materiju kao neutronij, mada ovaj termin može dovesti u nedoumicu i češće se koristi u naučnoj fantastici. To može biti supertečna mješavina neutrona sa nekoliko protona i elektrona, ali i druge visokoenergetske čestice poput piona i kaona mogu biti prisutne, pa čak i subatomska kvarkna materija. Ipak takve opsevacije još nisu otišle daleko i nisu dokazane.