中性子星は、超新星爆発を起こした巨大な恒星の崩壊した中心核です。直径約20キロメートルの球体に、太陽の約1.4倍の質量が凝縮されています。これは原子核の密度に相当します。中性子星の物質をティースプーン一杯分地球上に運ぶと、数十億トンもの重さになります。

中性子星はほぼ完全に中性子で構成されています。元の恒星の中心部にあった陽子と電子が圧縮され、結果として生じた中性子は量子圧によってそれ以上の崩壊に抵抗するほど密に詰まっています。表面はより重い原子核からなる薄い地殻です。内部には、超流動中性子や超伝導陽子など、特殊な物質状態が存在する可能性があります。

それらは高速で回転します。崩壊過程における角運動量保存の法則により、ゆっくり回転していた恒星の核は、高速回転する中性子星へと変化します。中には1秒間に数百回転するものもあります。また、地球の磁場の何兆倍もの強力な磁場を持っています。その磁場が地球を通過する際に、電波のパルスが観測されます。それがパルサーです。

中性子星は物理学の実験室である。その重力は光を顕著に曲げるほど強く、磁場は量子電磁力学を検証する。また、中性子星の合体は重力波を発生させ、金やプラチナといった重元素を生み出す。