En neutronstjerne er den kollapsede kerne af en massiv stjerne, der eksploderede som en supernova. Den har en masse på omkring 1,4 gange Solens masse og er samlet i en kugle med en diameter på cirka 20 kilometer. Det er densiteten af ​​en atomkerne. En teskefuld neutronstjernemateriale ville veje milliarder af tons på Jorden.

Neutronstjerner består næsten udelukkende af neutroner. Protonerne og elektronerne i den oprindelige stjernes kerne blev knust sammen, og de resulterende neutroner er pakket så tæt, at de modstår yderligere kollaps på grund af kvantetryk. Overfladen er en tynd skorpe af tungere kerner. Det indre kan indeholde eksotiske stoftilstande, herunder superflydende neutroner og superledende protoner.

De roterer hurtigt. Bevarelsen af ​​impulsmoment under kollapset forvandler en langsomt roterende stjernekerne til en hurtigt roterende neutronstjerne. Nogle roterer hundredvis af gange i sekundet. De har også intense magnetfelter, billioner af gange stærkere end Jordens. Når magnetfeltet fejer forbi Jorden, ser vi en puls af radiobølger. Det er pulsarer.

Neutronstjerner er laboratorier for fysik. Deres tyngdekraft er stærk nok til at bøje lys mærkbart. Deres magnetfelter tester kvanteelektrodynamikken. Deres fusioner producerer gravitationsbølger og skaber tunge elementer som guld og platin.