Estrelas de neutrões constituem um dos possíveis pontos finais evolutivos das Estrelas de massa elevada. Uma vez que o núcleo da Estrela está completamente queimado em ferro, a produção de energia pára e o núcleo rapidamente colapsa, apertando elétrons e prótons juntos para formar neutrões e neutrinos. Os neutrinos escapam facilmente do núcleo em contração, mas os neutrões se juntam mais até que sua densidade seja equivalente à de um núcleo atômico., Neste ponto, os nêutrons ocupam o menor espaço possível (de forma semelhante aos elétrons em uma anã branca) e, se o núcleo for inferior a cerca de 3 massas solares, eles exercem uma pressão que é capaz de suportar uma estrela. Para massas maiores que esta, mesmo a pressão de nêutrons não pode suportar a estrela contra a gravidade e ela colapsa em um buraco negro estelar. Uma estrela suportada pela pressão de degeneração de nêutrons é conhecida como uma “estrela de nêutrons”, que pode ser vista como um pulsar se seu campo magnético estiver favoravelmente alinhado com seu eixo de spin.,Estrelas de nêutrons são objetos extremos que medem entre 10 e 20 km de diâmetro. Eles têm densidades de 1017 kg/m3(a Terra tem uma densidade de cerca de 5×103 kg/m3 e até mesmo anãs brancas têm densidades mais de um milhão de vezes menos), significando que uma colher de chá de estrela de nêutrons material pesam cerca de um bilhão de toneladas. A maneira mais fácil de imaginar isso é imaginar apertando duas vezes a massa do Sol em um objeto sobre o tamanho de uma pequena cidade!, O resultado é que a gravidade na superfície da estrela de nêutrons é cerca de 1011 mais forte do que o que experimentamos aqui na terra, e um objeto teria que viajar a cerca de metade da velocidade da luz para escapar da estrela.
Credit: NASA/CXC/ASU/J. Hester et al.,
nascido numa explosão de supernova em colapso do núcleo, as estrelas de nêutrons giram extremamente rapidamente como consequência da conservação do momento angular, e têm campos magnéticos incrivelmente fortes devido à conservação do fluxo magnético. O núcleo rotativo relativamente lento da estrela maciça aumenta enormemente a sua velocidade de rotação à medida que colapsa para formar a estrela de nêutrons muito menor. Isto é análogo ao aumento da rotação de um iceskater se ela concentrar sua massa em torno de seu eixo de rotação, trazendo seus braços perto de seu corpo., Ao mesmo tempo, as linhas de campo magnético da estrela massiva são puxadas mais juntas à medida que o núcleo colapsa. Isto intensifica o campo magnético da estrela para cerca de 1012 vezes o da Terra.
o resultado é que as estrelas de nêutrons podem rodar até pelo menos 60 vezes por segundo quando nascem. Se eles fazem parte de um sistema binário, eles podem aumentar esta taxa de rotação através da acreção de material, para mais de 600 vezes por segundo!, Estrelas de nêutrons que perderam energia através de processos radiativos têm sido observados para rodar tão lentamente como uma vez a cada 8 segundos enquanto ainda mantém pulsos de rádio, e Estrelas de nêutrons que foram travadas por ventos em sistemas de raios X podem ter taxas de rotação tão lenta como uma vez a cada 20 minutos. Observações também revelam que a velocidade de rotação das Estrelas de nêutrons isoladas muda lentamente ao longo do tempo, geralmente diminuindo à medida que a idade das estrelas e a energia rotacional é perdida para o ambiente através do campo magnético (embora ocasionalmente falhas são vistas)., Um exemplo é o pulsar do Caranguejo, que está a abrandar a sua rotação a uma taxa de 38 nanossegundos por dia, libertando energia suficiente para alimentar a nebulosa do Caranguejo.
astrônomos medem essas taxas de rotação detectando radiação eletromagnética ejetada através dos pólos do campo magnético., Estes polos magnéticos são geralmente desalinhados com o eixo de rotação da estrela de nêutrons e assim o feixe de radiação varre à volta enquanto a estrela gira. Isto é muito o mesmo que o feixe de luz de um farol varrendo ao redor. Se a terra estiver no caminho do feixe, vemos a estrela de nêutrons / pulsar. Se não, vemos apenas o remanescente da supernova. Isso também explica muito bem o fato de que não vemos um pulsar em cada remanescente de supernova.Estrelas de nêutrons não existem necessariamente em isolamento, e aquelas que formam parte de um sistema binário geralmente emitem fortemente em raios-X., Binários de raios X tipicamente resultam da transferência de material de uma companheira da sequência principal para a estrela de nêutrons, enquanto explosões de raios gama de curta duração são pensadas como resultado da fusão de Duas Estrelas de nêutrons.
A existência de estrelas de nêutrons, como resultado de explosões de supernovas foi provisoriamente previsto em 1933, um ano após a descoberta do nêutron como uma partícula elementar. No entanto, não foi até 1967 que Jocelyn Bell observou os pulsos periódicos de emissão de rádio característica dos pulsares., Existem agora mais de 1.300 Estrelas de nêutrons conhecidas e cerca de 105 previstas para existir no disco da Via Láctea.