En neutronstjärna är en stjärnrest – ett superkomprimerat föremål som blir över när stjärnor med en massa mellan 1.4 och cirka 3 gånger vår sols massa förbrukar sitt kärnbränsle och kollapsar inåt. Resultatet är en förtätad sfär av materia med en diameter på cirka 20 km (12 miles) med ett gravitationsfält som är ungefär 2 x 10^11 gånger starkare än jordens.
Densiteten hos en neutronstjärna är så stor att protonerna och elektronerna som utgör atomerna smälter samman och bildar elektriskt neutrala neutroner, de primära partiklarna som utgör neutronstjärnan. Eftersom de är elektriskt neutrala kan sådana partiklar packas mycket tätt tillsammans, vilket resulterar i ett himlaobjekt med liknande densitet som atomkärnan.
Neutronstjärnan är ett exotiskt astronomiskt objekt vars existens förutspåddes av teorin 35 år innan en faktiskt upptäcktes 1968. Utrymningshastigheten för en neutronstjärna är ungefär hälften av ljusets hastighet. De högsta ”bergen” på en sådan stjärna mäter i millimeter (bråkdelar av en tum) snarare än kilometer (fot). Eftersom stjärnans rotationshastighet accelererar när den kollapsar, kan enorma vinkelhastigheter uppnås, i storleksordningen 30,000 18,640 km/sek (XNUMX XNUMX mi/sek), eller ett varv varannan millisekund. När dessa snabbt roterande stjärnor sänder ut elektromagnetisk strålning som kan detekteras på jorden, tas de emot i kontinuerliga pulser, vilket ger titeln ”pulsar”.
Neutronstjärnan, bildad från kärnan av utvunna solar, är hem för exotiska former av materia som inte finns någon annanstans i universum: kärnor som består av enorma mängder neutroner utan kretsande elektroner, fria neutroner som flyter i en supertät ”neutronium”-soppa, och möjligen exotiska former av materia som pioner eller kaoner. Dessa är partiklar som består av ovanliga konfigurationer eller typer av kvarkar, beståndsdelar av subatomära partiklar. Eftersom konventionella atomformer av materia skulle slitas sönder av den enorma gravitationen och trycket från en neutronstjärna, kanske vi aldrig kan utföra experiment eller observationer på sådana föremål direkt. De primära typerna av neutronstjärnor inkluderar röntgenburster, pulsar och magnetar.