中子星
圖：脈衝星PSR B1509-58中子星是大質量恆星可能的結局之一。當恆星燃燒完它核心的核聚變材料後（聚變到鐵），由於沒有了熱量抵禦恆星的重力，恆星發生了極速的收縮（重力坍縮），這些恆星物質會在核心處碰撞在一起，發生鐵及以後的核聚變反應，並發出超過一個星系的亮度，這就是超新星爆發。
爆發會持續幾周到幾個月，在這期間會合成大量的鐵以後的元素，並被爆發的力量拋灑入太空之中，做為下一代星系形成的材料。剩下的核心如果質量不大於3.2倍太陽質量，它就會形成一個中子星。
我們從微觀上看一下中子星是怎麼形成的？
一個原子是由原子核和核外電子構成。
圖：氦原子示意圖原子核是由中子和質子構成。從氦原子的結構圖來看，一個原子的絕大部分體積都是由核外電子佔據。
當壓力足夠大時，電子會被壓縮到最低能級層，這時，電子簡併壓就會顯得很大，如果電子簡併壓能夠抵抗得住重力坍縮，它就會形成白矮星。
當恆星殘骸的質量大於1.44個太陽質量時（錢德拉塞卡極限），電子就會被壓入原子核之中，電子就會與質子形成中子，這就是中子星。這時抵抗重力坍縮的力就是中子簡併壓。與電子簡併壓一樣的是，它們都是由泡利不相容原理提供的力。如果殘餘的恆星內核質量大於3.2個太陽質量（奧本海默極限），就沒有什麼能抵擋住萬有引力了，它會坍縮成一個黑洞。
中子星是一個非常緻密的天體，它的密度在8千萬噸～20億噸/立方釐米之間，幾乎就是原子核挨著原子核。巨大的引力使它表面的逃逸速度能達到光速的50%。這就意味著一個70千克的人撞上去會釋放出2億噸TNT當量的能量。相當於最大氫彈威力的4倍。
圖：氫彈爆炸但中子星並不完全都是由中子構成的，由於自由中子的半衰期很短，它的外層中子不斷的進行著β衰變，並釋放出電子、質子和中微子；中層是由自由中子構成；核心的壓力可能將原子核都壓碎了，形成夸克構成的核心，但這只是一個猜測。
中子星看上去就像一個巨大的原子核，但它和原子核由強相互作用力聚合在一起不同，是由引力結合在一起的。所以它依然是一個天體。
也不要想把中子星物質單獨拿出來：簡併壓會迅速的將原子核撐開，自由中子也會迅速衰變，在大爆炸中，這些中子星物質就會恢復成正常的原子。