Звезды представляют собой огромные и массивные раскаленные газовые шары. В недрах звезд происходят термоядерные реакции с превращением водорода в гелий с образованием огромного количества энергии, гелий при термоядерных реакциях способен превращаться в углерод, который в свою очередь превращается в более тяжелые элементы вплоть до железа. Тяжелые элементы оседают в ядре звезды, во внешних слоях продолжаются реакции с самыми легкими химическими элементами.
У молодых звезд сила гравитационного сжатия уравновешивает силу давления раскаленного газа, которая стремится расширить звезду. Как только заканчивается водородное топливо баланс нарушается, звезда начинает расширяться становясь красным гигантом. Далее эволюция зависит от массы звезды, через 5-6 млрд лет Солнце исчерпает запасы водородного топлива, станет красным гигантом и сбросит свою внешнюю оболочку, обнажив ядро - белый карлик. Такое будущее ждет любую звезду схожей массой с Солнцем.
Звезды с массой намного больше солнечной заканчивают эволюцию грандиозным взрывом сверхновой, во время взрыва выделяется огромное количество энергии, сравнимое с произведенным звездой за все время ее существования, яркость при взрыве может увеличиться на 8 порядков. На ядро действуют огромные силы сжатия, разрушающие сами атомы, заставляя электроны сходить с орбит вокруг центра атома и вдавливаться в протоны и образуя нейтроны, таким образом получается сверхплотное вещество, состоящее не из атомов, а представляющее собой сплошную упаковку нейтронов. Так рождается нейтронная звезда.
Масса нейтронной звезды превосходит солнечную в среднем в 1,3-1,5 раза, но диаметр не превышает 10-20 километров, такой объект уместился бы целиком в центре Москвы. При рождении температура нейтронной звезды в 10000 раз превосходит температуру в центре Солнца, но всего за несколько минут падает в 100 раз за счет нейтринного охлаждения, за первый месяц жизни температура падает еще в 10 раз.
Наука предполагает, что нейтронные звезды состоят из нескольких слоев и имеют атмосферу в виде очень тонкого слоя плазмы, где формируется тепловое излучение. Ниже находится внешняя кора толщиной несколько сотен метров, состоящая из ионов и электронов. Во внутренней коре встречаются нейтроны, электроны и нейтронно-избыточные атомные ядра, чем глубже тем больше нейтронов, внутренняя кора может иметь глубину в несколько километров. Ядро почти полностью состоит из нейтронов.
У нейтронных звезд сильнейшее магнитное поле, они являются пульсарами, магнетарами, источниками рентгеновского, оптического и радио излучений с высокой частотой. Скорость вращения нейтронных звезд до 1000 оборотов вокруг своей оси в секунду.
