Nötron Yıldızı (Neutron Star)

Güneş'in 1.4 ila 2.1 katı kütleye sahip bir yıldızın yaklaşık 20 kilometre çapındaki bir küreye (kabaca bir şehir büyüklüğüne) sıkışmasıyla oluşur. Yerçekimi o kadar ezicidir ki elektronlar protonların içine zorlanarak nötronlara dönüşür. Kara deliklerden sonra evrendeki en yoğun nesnelerdir. Yüzeyindeki yerçekimi Dünya'dakinin 200 milyar katıdır.

1934 yılında Walter Baade ve Fritz Zwicky, süpernova patlamalarını açıklarken dev bir yıldızın çekirdeğinin çökerek proton ve elektronların ters beta bozunumu (p + e⁻ → n + ν_e) ile nötronlara dönüştüğü aşırı yoğun bir yıldız kalıntısı bırakacağını öngördüler. Yaklaşık 1.4 ila 2.16 Güneş kütlesindeki (Tolman-Oppenheimer-Volkoff sınırı) bu çekirdek, sadece 20 kilometre çapında bir küreye sıkışır; yüzey kütleçekimi Dünya'nınkinin yaklaşık 100 milyar katıdır ve yüzeyinden kaçış hızı ışık hızının üçte birine (~100.000 km/s) ulaşır.

Bir nötron yıldızının iç yapısı modern nükleer fiziğin en uç sınırlarını temsil eder: Dış kabukta süper-yoğun demir çekirdeklerinden oluşan kristal bir kafes bulunurken, derinlere inildikçe atom çekirdeklerinin spagetti ve lazanya benzeri geometrik şekillere sıkıştığı 'nükleer makarna' (nuclear pasta) fazı, en merkezde ise süperakışkan nötronlar ve olası serbest kuark-gluon plazması yer alır. NASA'nın Uluslararası Uzay İstasyonu'ndaki NICER X-ışını teleskobu, nötron yıldızlarının yarıçaplarını hassas biçimde ölçerek bu aşırı yoğun maddenin durum denklemini (equation of state) çözmektedir.