Bintang quark adalah objek eksotik yang sangat terkompresi yang diteorikan terbentuk dari sekitar 1% dari semua bintang neutron, yang pada gilirannya terbentuk dengan andal setelah runtuhnya bintang dengan 1.5 – 3.0 massa matahari. Bintang kuark belum diamati secara meyakinkan, tetapi dua kandidat yang menjanjikan dicatat oleh Chandra X-Ray Observatory pada 10 April 2002. Satu kandidat tambahan telah terlihat sejak itu, tetapi diperlukan lebih banyak bukti sebelum keberadaan bintang kuark dapat dikonfirmasi secara positif. dengan margin kesalahan yang rendah.
Bintang dengan massa di atas sekitar 1.35 massa matahari, tetapi kurang dari 3 atau lebih (kurang dari batas Tolman-Oppenheimer-Volkoff), akhirnya runtuh secara serempak menjadi bintang neutron, sebuah objek kompak seukuran kota kecil. Satu sendok teh materi bintang neutron memiliki berat satu miliar ton (lebih dari 1.1 miliar ton). Gravitasinya begitu kuat sehingga “gunung” tertinggi di bintang neutron tingginya hanya beberapa mm. Bintang quark adalah objek berteori yang bahkan lebih kompak daripada bintang neutron. Dalam bintang neutron, itu adalah tekanan degenerasi antara neutron yang menjaga tubuh dari runtuh ke dalam lubang hitam – di bintang quark, itu adalah tekanan antara quark.
Dalam bintang neutron, semua elektron melebur dengan proton untuk menghasilkan apa-apa selain neutron. Bintang neutron dapat dilihat sebagai atom raksasa tunggal, inti yang hanya terdiri dari neutron yang dikelilingi oleh kulit elektron tipis. Dalam bintang quark, quark penyusun neutron terlempar dan bergabung kembali, berubah dari quark atas dan quark bawah yang sudah dikenal, yang membentuk semua partikel di Bumi, menjadi quark aneh yang lebih masif, yang hanya kita ketahui dari energi tinggi. percobaan akselerator partikel. Sebuah bintang quark dapat dilihat sebagai sebuah hadron raksasa tunggal (proton atau neutron), tetapi dengan banyak kuadriliun quark bukan hanya tiga yang khas.
Ketika bintang neutron runtuh menjadi bintang quark, itu diteorikan menyebabkan peristiwa yang disebut quark nova. Proses pemisahan quark dari neutron akan melepaskan energi yang luar biasa, bahkan lebih dari reaksi nuklir paling energetik, yang mungkin menghasilkan ledakan paling mengesankan sejak Big Bang. Mungkin ledakan sinar gamma misterius (GRB) sebenarnya adalah nova quark.