中子星（neutron star）是除黑洞外密度最大的星體，恆星演化到末期，經由重力崩潰發生超新星爆炸之後，可能成為的少數終點之一，質量沒有達到可以形成黑洞的恆星在壽命終結時塌縮形成的一種介於白矮星和黑洞之間的星體，其密度比地球上任何物質密度大相當多倍。

絕大多數的脈衝星都是中子星，但中子星不一定是脈衝星，有脈衝才算是脈衝星。

中子星是除黑洞外密度最大的星體（根據最新的假說，在中子星和黑洞之間加入一種理論上的星體：夸克星），同黑洞一樣是20世紀激動人心的重大發現，為人類探索自然開闢了新的領域，而且對現代物理學的發展產生了深遠影響，成為上世紀60年代天文學的四大發現之一。

中子星的密度為每立方厘米8^14~10^15克，相當於每立方厘米重1億噸以上[1] 。此密度也就是原子核的密度，是水的密度的一百萬億倍。對比起白矮星的幾十噸/立方厘米，後者似乎又不值一提了。如果把地球壓縮成這樣，地球的直徑將只有22米!事實上，中子星的密度是如此之大，半徑十公里的中子星的質量就與太陽的質量相當了。

同白矮星一樣，中子星是處於演化後期的恆星，它也是在老年恆星的中心形成的。只不過能夠形成中子星的恆星，其質量更大罷了。根據科學家的計算，當老年恆星的質量為太陽質量的約8~2、30倍時，它就有可能最後變為一顆中子星，而質量小於8個太陽的恆星往往只能變化為一顆白矮星。但是，中子星與白矮星的區別，不只是生成它們的恆星質量不同。它們的物質存在狀態是完全不同的。

簡單地說，白矮星的密度雖然大，但還在正常物質結構能達到的最大密度範圍內：電子還是電子，原子核還是原子核，原子結構完整。而在中子星裡，壓力是如此之大，白矮星中的電子簡併壓再也承受不起了：電子被壓縮到原子核中，同質子中和為中子，使原子變得僅由中子組成，中子簡併壓支撐住了中子星，阻止它進一步壓縮。而整個中子星就是由這樣的原子核緊挨在一起形成的。可以這樣說，中子星就是一個巨大的原子核。中子星的密度就是原子核的密度。中子星的質量非常大以至於巨大的引力讓光線都是呈拋物線掙脫。

在形成的過程方面，中子星同白矮星是非常類似的。當恆星外殼向外膨脹時，它的核受反作用力而收縮。核在巨大的壓力和由此產生的高溫下發生一系列複雜的物理變化，最後形成一顆中子星核心。而整個恆星將以一次極為壯觀的爆炸來了結自己的生命。這就是天文學中著名的“超新星爆發”。

中子星，是恆星演化到末期，經由引力坍縮發生超新星爆炸之後，可能成為的少數終點之一。恆星在核心的氫、氦、碳等元素於核聚變反應中耗盡，當它們最終轉變成鐵元素時便無法從核聚變中獲得能量。失去熱輻射壓力支撐的外圍物質受重力牽引會急速向核心墜落，有可能導致外殼的動能轉化為熱能向外爆發產生超新星爆炸，或者根據恆星質量的不同，恆星的內部區域被壓縮成白矮星、中子星以至黑洞。

白矮星被壓縮成中子星的過程中恆星遭受劇烈的壓縮使其組成物質中的電子併入質子轉化成中子，直徑大約只有十餘公里，但上頭一立方厘米的物質便可重達十億噸，且旋轉速度極快，而由於其磁軸和自轉軸並不重合，磁場旋轉時所產生的無線電波等各種輻射可能會以一明一滅的方式傳到地球，有如人眨眼，故又稱作脈衝星。

一顆典型的中子星質量介於太陽質量的1.35到2.1倍，半徑則在10至20公里之間（質量越大半徑收縮得越大），也就是太陽半徑的30,000至70,000分之一。因此，中子星的密度在每立方厘米  克至  克間，此密度大約是原子核的密度。 緻密恆星的質量低於1.44倍太陽質量，則可能是白矮星，但質量大於錢德拉塞卡極限（1.5-3.0倍太陽質量）的中子星會繼續發生引力坍縮，則無可避免的將產生黑洞。[2]

由於中子星保留了母恆星大部分的角動量，但半徑只是母恆星極微小的量，轉動慣量的減少導致了轉速迅速的增加，產生非常高的自轉速率，週期從毫秒脈衝星的700分之一秒到30秒都有。中子星的高密度也使它有強大的表面重力，強度是地球的  到  倍。逃逸速度是將物體由重力場移動至無窮遠的距離所需要的速度，是測量重力的一項指標。

一顆中子星的逃逸速度大約在10,000至150,000公里/秒之間，也就是可以達到光速的一半。換言之，物體落至中子星表面的最大速度將達到150,000公里/秒。更具體的說明，如果一個普通體重（70公斤）的人遇到了中子星，他撞擊到中子星表面的能量將相當於二億噸核爆的威力（四倍於全球最巨大的核彈大沙皇的威力），當然這僅僅是假設，真要是這樣的話，這個人在越來越接近中子星的時候，會被強大的潮汐力扯碎。

中子星的構成

中子星之所以叫做中子星，原因就是中子星基本上是由中子構成的。中子星大致可以分為三層，核心部位壓力巨大，是由超子構成的。中間層是由自由中子構成的。表面由於中子會發生β衰變，衰變成電子、質子、中微子。

因此，中子星並不是完全由中子構成，但絕大部分都是中子。

不過即使是這樣，中子星也已經和多數天體有非常大的不同了，那這種不同是如何造成的呢？這其中就涉及到了恆星的演化。

恆星的演化

這裡我們講一講10倍太陽質量的恆星，這類恆星個頭都會非常大，一般都是藍巨星（當然這並不是絕對。）它們的壽命都比較短。

最早會和太陽一樣，會進入到主序星時期。主序星時期燒的也是氫原子核。

這和我們平時燒爐子是一樣的，只不過爐子燒的是煤炭，而恆星燒的是氫原子核，爐渣是氦原子核。說白了就是4個質子發生核聚變反應生成氦-4核。

之所以燒氫原子核是因為，宇宙中大部分的元素都是氫原子和氦原子，這是宇宙大爆炸之初奠定的。因此，恆星基本上都是由氫原子和氦原子構成的，其中氫原子佔到了70%以上。加上恆星核心的溫度特別高，因此，恆星其實是一個等離子體。

有意思是，原子核和電子是到處亂串的。所以，核聚變反應就是直接是氫原子核的反應。當氫原子核反應得差不多時，恆星就會換擋位，切換成氦核聚變。這時候的燃料就是氦原子核，爐渣就是氧原子核和碳原子核。

當氦原子核也燒完後，還會繼續換擋，開始燒碳原子核和氧原子核。然後一路換擋，燒到核心是生成的爐渣是鐵原子核。

由於要促發矽原子核核聚變生成鐵原子核，核心溫度就會升高到非常高的程度，大概在30億度左右，這時候外層的溫度也會非常非常高，導致外層也在發生核聚變，而且每一層的核聚變反應都不一樣。此時的恆星就好像一個巨型的洋蔥一樣。

當核心的矽核聚變都生成了鐵原子核（其實還有一些其他的，主要是鐵原子核）。此時，光子會進入到鐵原子核內部，把鐵原子核擊碎。於是，大量的中子和質子就會被釋放出來，自由的電子和質子相遇會後，就會發生反應，生成中子和中微子。因此，整個過程是需要消耗大量能量。緊接著在引力的作用之下，恆星開始快速坍縮，核心會只留下一箇中子星，也可能會是黑洞，然後引發II型超新星爆炸

我們可以再對形成中子星的過程進行細緻的描述，實際上，如果此時的核心質量是在1.44倍太陽質量到3倍太陽質量之間，那一般來說就會生成中子星。這是因為，電子是存在電子簡併壓力的，這種壓力可以抵抗外界的引力，確保電子不和原子核內的質子反應。但是由於溫度太高，引力太大，最終電子簡併壓力不足以對抗引力，才發生了這個反應。

但其實中子也是可以再分成夸克的，為什麼沒有繼續往下壓呢？

這和中子也有中子簡併壓力有關，中子星就是一顆依靠自身中子簡併壓對抗引力的天體。

如果中子簡併壓也無法對抗引力，那接下來就會成為一顆黑洞，如果核心的質量大於3倍太陽質量，就有因為引力大於中子簡併壓而成為黑洞。

當然，這些都是理論，但實際是不是這樣還是要依靠觀測。恆星的核聚變反應我們可以利用光譜得到；恆星的演化也可以透過觀測得到，無論是中子星，黑洞甚至是超新星爆炸，科學家都有切實觀測到的證據。因此，以上這些理論都是得到了觀測的證實的。

最後，我們來總結一下，中子星大部分構成成分就是中子，只有少部分的超子和電子、質子，分別分佈在核心和外表面。中子星是大質量恆星（質量大於10倍太陽質量的恆星）演化過程中出現的產物，這也被科學家透過天文觀測所證實。

中子星就是由純中子構成，由於質量非常大，造成的引力過大，任何元素週期表上的原子，或者由原子構成的各種分子，其原子內部間並壓力，不足以支撐原子結構。會向內塌縮。這時候，原子內的帶正電質子會吸收一個帶負電的電子，轉變成為了不帶電的中子。原子內之前的中子仍然是中子。整個星體就成為了電中性的純粹由中子構成的星體。

中子星是奇葩，表面溫度超過1000萬攝氏度；內部溫度超過60億攝氏度。半徑只有10—30公里。

中子星的密度為每立方厘米8^14~10^15克，相當於每立方厘米重1億噸以上。一湯勺中子，就有幾億噸。

中子星（neutron star）是除黑洞外密度最大的星體，恆星演化到末期，經由重力崩潰發生超新星爆炸之後，可能成為的少數終點之一，質量沒有達到可以形成黑洞的恆星在壽命終結時塌縮形成的一種介於白矮星和黑洞之間的星體，其密度比地球上任何物質密度大相當多倍。

絕大多數的脈衝星都是中子星，但中子星不一定是脈衝星，有脈衝才算是脈衝星。

額，中子星，顧名思義當然是一堆中子組成的嘍[淚奔][淚奔]

中子星的密度實際上就是原子核的密度，它本身就是原子的空間被大大壓縮，電子壓入了原子核，和質子中和成了中子，簡單的理解：中子星的物質就是一堆中子構成的！中子星的物質可以被認為是可見物質中密度最大，硬度最高的物質，單位體積的物質質量大到出奇，以至於不瞭解它的人都不敢相信，因為每立方厘米中子星的物質質量竟高達8000萬到20億噸，是水的密度的100萬億倍左右。

再舉個栗子，如果把我們的地球以中子星的密度壓縮，那麼最終它將只有大約直徑22米大小，但是它的質量仍然是59萬億億噸。

我們知道原子由中子質子和核外電子組成，當外界對原子產生巨大壓力的時候，質子和電子就會被壓縮成一箇中子（還有中微子的參與），中子星就是由於萬有引力的坍縮作用使物質中的質子電子被壓縮成了中子而形成的。