중성자별은 초신성 폭발을 일으킨 거대한 별의 핵이 붕괴된 것입니다. 태양 질량의 약 1.4배에 달하는 물질이 지름 약 20킬로미터의 구형 안에 응축되어 있습니다. 이는 원자핵의 밀도와 같습니다. 중성자별 물질 한 티스푼의 무게는 지구에서 수십억 톤에 달할 것입니다.

중성자별은 거의 전적으로 중성자로 이루어져 있습니다. 원래 별의 핵에 있던 양성자와 전자가 압축되면서 생성된 중성자들은 양자 압력에 의한 추가적인 붕괴를 견딜 수 있을 만큼 빽빽하게 밀집되어 있습니다. 표면은 더 무거운 핵들로 이루어진 얇은 껍질입니다. 내부에는 초유체 중성자나 초전도 양성자를 포함한 특이한 상태의 물질들이 존재할 가능성이 있습니다.

중성자별은 매우 빠르게 회전합니다. 붕괴 과정에서 각운동량 보존 법칙에 따라 느리게 회전하던 항성 핵이 빠르게 회전하는 중성자별로 변합니다. 어떤 중성자별은 초당 수백 바퀴를 회전하기도 합니다. 또한 지구 자기장보다 수조 배나 강력한 자기장을 가지고 있습니다. 이 자기장이 지구를 스쳐 지나갈 때, 우리는 전파의 파동을 관측하게 됩니다. 이것이 바로 펄서입니다.

중성자별은 물리학의 실험실과 같습니다. 중성자별의 중력은 빛을 눈에 띄게 휘게 할 만큼 강력하며, 자기장은 양자 전기역학을 검증하는 데 사용됩니다. 또한 중성자별의 병합 과정에서는 중력파가 발생하고 금이나 백금과 같은 무거운 원소가 생성됩니다.