Neutronenster, een klasse van extreem dichte, compacte sterren waarvan wordt aangenomen dat ze voornamelijk uit neutronen bestaan. Neutronensterren hebben doorgaans een diameter van ongeveer 20 km (12 mijl). Hun massa varieert tussen 1,18 en 1,97 keer die van de zon, maar de meeste zijn 1,35 keer die van de zon. Dus hun gemiddelde dichtheden zijn extreem hoog - ongeveer 10 14keer dat van water. Dit benadert de dichtheid binnen de atoomkern, en in sommige opzichten kan een neutronenster worden opgevat als een gigantische kern. Het is niet definitief bekend wat zich in het centrum van de ster bevindt, waar de druk het grootst is; theorieën omvatten hyperonen, kaons en pionen. De tussenlagen zijn meestal neutronen en bevinden zich waarschijnlijk in een "superfluïde" toestand. De buitenste 1 km (0,6 mijl) is stevig, ondanks de hoge temperaturen, die kunnen oplopen tot 1.000.000 K. Het oppervlak van deze solide laag, waar de druk het laagst is, bestaat uit een extreem dichte vorm van ijzer.
ster: Neutronensterren
Wanneer de massa van de overblijvende kern tussen 1,4 en ongeveer 2 zonsmassa's ligt, wordt het blijkbaar een neutronenster met een dichtheid van meer dan
Een ander belangrijk kenmerk van neutronensterren is de aanwezigheid van zeer sterke magnetische velden, hoger dan 10 12 gauss (het magnetische veld van de aarde is 0,5 gauss), waardoor het oppervlakijzer wordt gepolymeriseerd in de vorm van lange ketens van ijzeratomen. De individuele atomen worden samengedrukt en langwerpig in de richting van het magnetische veld en kunnen end-to-end aan elkaar binden. Onder het oppervlak wordt de druk veel te hoog om individuele atomen te laten bestaan.
De ontdekking van pulsars in 1967 leverde het eerste bewijs van het bestaan van neutronensterren. Pulsars zijn neutronensterren die eenmaal per rotatie stralingspulsen uitzenden. De uitgezonden straling is meestal radiogolven, maar het is ook bekend dat pulsars emitteren in optische, röntgen- en gammastraalgolflengten. De zeer korte periodes van bijvoorbeeld de Krab (NP 0532) en Vela pulsars (respectievelijk 33 en 83 milliseconden) sluiten de mogelijkheid uit dat het witte dwergen zouden kunnen zijn. De pulsen zijn het resultaat van elektrodynamische verschijnselen die worden gegenereerd door hun rotatie en hun sterke magnetische velden, zoals in een dynamo. In het geval van radiopulsars vervallen neutronen aan het oppervlak van de ster in protonen en elektronen. Wanneer deze geladen deeltjes van het oppervlak vrijkomen, komen ze in het intense magnetische veld dat de ster omgeeft en meedraait. Versneld tot snelheden die die van licht naderen, geven de deeltjes elektromagnetische straling af door synchrotronemissie. Deze straling komt vrij als intense radiostralen van de magnetische polen van de pulsar.
Veel binaire röntgenbronnen, zoals Hercules X-1, bevatten neutronensterren. Dergelijke kosmische objecten zenden röntgenstralen uit door compressie van materiaal van metgezellen die op hun oppervlak zijn geaccumuleerd.
Neutronensterren worden ook gezien als objecten die roterende radio-transiënten (RRAT's) worden genoemd en als magnetars. De RRAT's zijn bronnen die afzonderlijke radiostoten uitzenden, maar met onregelmatige tussenpozen van vier minuten tot drie uur. De oorzaak van het RRAT-fenomeen is onbekend. Magnetars zijn sterk gemagnetiseerde neutronensterren met een magnetisch veld tussen 10 14 en 10 15 gauss.
De meeste onderzoekers zijn van mening dat neutronensterren worden gevormd door supernova-explosies waarbij de ineenstorting van de centrale kern van de supernova wordt gestopt door een toenemende neutronendruk naarmate de kerndichtheid toeneemt tot ongeveer 10 15 gram per kubieke cm. Als de instortende kern echter zwaarder is dan ongeveer drie zonnemassa's, kan er geen neutronenster worden gevormd en zou de kern vermoedelijk een zwart gat worden.
