Une étoile à neutrons est le noyau effondré gravitationnellement d'une étoile massive. Quand les étoiles de grande taille utilisent tout leur combustible nucléaire, ils construisent un noyau de fer aussi grand que la planète Jupiter, contenant environ 1,44 masse solaire de matière. Car les noyaux de fer de fusion nécessite la mise en plus d'énergie que celle produite, la fusion nucléaire ne produit plus la pression de base nécessaires pour prévenir l'étoile de s'effondrer sur lui-même.
Pendant les derniers moments de l'effondrement, les changements de l'étoile géante de fer de base de phase dans neutronium, un état de la matière où tous les électrons et les protons des atomes de fer sont fusionnés pour produire rien d'autre que des neutrons. Parce que les neutrons sont neutres, ils ne se repoussent les uns les autres comme les nuages d'électrons chargés négativement en matière conventionnelle faire. Soient rapprochés par l'énergie gravitationnelle énorme, le neutronium a une densité similaire à un noyau atomique, et en fait l'ensemble du noyau peut être considéré comme un gros noyau atomique. Sa source de lumière et de chaleur coupée, les couches externes de l'étoile vers l'intérieur l'automne, puis rebondir après avoir claqué contre le neutronium quasi-incompressible. Le résultat est une supernova, un processus qui dure de quelques jours à quelques mois.
Le résultat final est un reste de supernova, une étoile à neutrons entre 1,35 et 2,1 masses solaires, avec un rayon compris entre 20 et 10 km. Il s'agit de la plus grande masse que le Soleil condensée dans l'espace de la taille d'une petite ville. L'étoile à neutrons est si dense qu'une seule cuillère à café de son matériel pèse un milliard de tonnes (plus de 1,1 milliards de tonnes).
Selon la masse de l'étoile à neutrons, il peut rapidement tomber dans un trou noir, ou continuer à exister pratiquement jamais. Étoiles à neutrons différents sont pulsars radio, rayons X, les pulsars et les magnétars, qui sont une sous-catégorie de pulsars radio. La plupart des étoiles à neutrons sont appelés pulsars parce qu'ils émettent des impulsions régulières des ondes radio, par un mécanisme physique précise pas entièrement compris, lentement siphonner l'énergie hors de leur moment cinétique propre.
Certaines étoiles à neutrons n'émettent pas de rayonnement visible. C'est probablement parce que des impulsions radio sont émises par les pôles et les pôles de certaines étoiles à neutrons ne sont pas confrontés à la Terre.
X-ray pulsars émettent des rayons X plutôt que des ondes radio, et sont alimentés par des matières entrant extrêmement chaud plutôt que de leur propre rotation. Si suffisamment de matière tombe dans une étoile à neutrons, il peut s'effondrer en trou noir.
La variété la plus intense de l'étoile à neutrons est celle qui provient d'une étoile parente qui tourne très rapidement. Si l'étoile tourne pas assez vite, la vitesse de rotation correspond à courants de convection internes et crée une dynamo naturelle, le pompage du champ magnétique de l'étoile s'effondre jusqu'à des niveaux incroyables. L'étoile est alors appelé un magnétar. Un magnétar a un champ magnétique similaire à celle d'un billion de dollars de stars aimants au néodyme à haute puissance qui se chevauchent au même endroit.