Nötron yıldızı, esasen nötronlardan oluştuğu düşünülen son derece yoğun, kompakt yıldızlardan herhangi bir sınıf. Nötron yıldızları tipik olarak yaklaşık 20 km (12 mil) çapındadır. Kütleleri Güneş'in 1,18 ila 1,97 katı arasında değişir, ancak çoğu Güneş'in 1,35 katıdır. Böylece, ortalama yoğunlukları son derece yüksektir - yaklaşık 10 14sudan kat kat fazladır. Bu atom çekirdeği içindeki yoğunluğa yaklaşır ve bazı yönlerden bir nötron yıldızı devasa bir çekirdek olarak düşünülebilir. Basıncın en büyük olduğu yıldızın merkezinde ne olduğu kesin olarak bilinmemektedir; teorileri hiperronları, kaonları ve piyonları içerir. Ara katmanlar çoğunlukla nötronlardır ve muhtemelen “aşırı akışkan” durumdadır. Dış 1 km (0,6 mil), 1.000.000 K kadar yüksek olabilen yüksek sıcaklıklara rağmen katıdır. Basıncın en düşük olduğu bu katı tabakanın yüzeyi son derece yoğun bir demir formundan oluşur.
yıldız: Nötron yıldızları
Kalan çekirdeğin kütlesi 1.4 ila yaklaşık 2 güneş kütlesi arasında olduğunda, görünüşe göre yoğunluğu daha fazla olan bir nötron yıldızı haline gelir.
Nötron yıldızlarının bir başka önemli özelliği, yüzey demirinin uzun demir atomları zincirleri halinde polimerize olmasına neden olan 10 12 gauss (Dünya'nın manyetik alanı 0.5 gauss'dur) olan çok güçlü manyetik alanların varlığıdır. Tek tek atomlar, manyetik alan yönünde sıkıştırılır ve uzar ve uçtan uca birbirine bağlanabilir. Yüzeyin altında, tek tek atomların varlığı için basınç çok yüksek olur.
1967'de pulsarların keşfi, nötron yıldızlarının varlığına dair ilk kanıtı sağladı. Pulsarlar, her dönüşte bir kez radyasyon darbesi yayan nötron yıldızlarıdır. Yayılan radyasyon genellikle radyo dalgalarıdır, ancak pulsarların optik, X-ışını ve gama ışını dalga boylarında da yayıldığı bilinmektedir. Örneğin, Yengeç (NP 0532) ve Vela pulsarlarının (sırasıyla 33 ve 83 milisaniye) çok kısa süreleri, beyaz cüceler olma olasılığını ortadan kaldırır. Nabızlar, bir dinamoda olduğu gibi dönüşleri ve güçlü manyetik alanları nedeniyle oluşan elektrodinamik olaylardan kaynaklanır. Radyo pulsarları durumunda, yıldızın yüzeyindeki nötronlar protonlara ve elektronlara dönüşür. Bu yüklü parçacıklar yüzeyden salınırken, yıldızı çevreleyen ve onunla birlikte dönen yoğun manyetik alana girerler. Işığa yaklaşan hızlara hızlanan parçacıklar, senkrotron emisyonu ile elektromanyetik radyasyon yayar. Bu radyasyon, pulsarın manyetik kutuplarından yoğun radyo ışınları olarak yayılır.
Hercules X-1 gibi birçok ikili X-ışını kaynağı nötron yıldızları içerir. Bu tür kozmik nesneler, yüzeylerine biriken refakat yıldızlarından malzemenin sıkıştırılmasıyla X-ışınları yayar.
Nötron yıldızları ayrıca dönen radyo geçişleri (RRAT'ler) adı verilen nesneler ve manyetarlar olarak da görülür. RRAT'lar, tekli radyo patlamaları yayan, ancak dört dakika ila üç saat arasında değişen düzensiz aralıklarda bulunan kaynaklardır. RRAT fenomeninin nedeni bilinmemektedir. Magnetarlar, manyetik alanı 10 14 ila 10 15 gauss olan yüksek derecede mıknatıslanmış nötron yıldızlarıdır.
Çoğu araştırmacı, nötron yıldızlarının, süpernova merkezi çekirdeğinin çökmesinin, çekirdek yoğunluğu kübik cm başına yaklaşık 10 15 grama yükseldikçe artan nötron basıncı ile durdurulduğu süpernova patlamaları ile oluştuğuna inanmaktadır. Çöken çekirdek yaklaşık üç güneş kütlesinden daha büyükse, bir nötron yıldızı oluşturulamaz ve çekirdek muhtemelen bir kara delik haline gelir.
