เมื่อไฮโดรเจนฟิวชันไม่ใช่แหล่งพลังงานดาวฤกษ์อีกต่อไป ดาวฤกษ์สามารถดำรงอยู่เป็นวัตถุขนาดใหญ่ได้ในช่วงเวลาพิเศษที่ค่อนข้างสั้นเท่านั้น พลังงานที่ได้จากการหลอมฮีเลียมให้เป็นนิวเคลียสที่หนักกว่า และจากฮีเลียมไปเป็นนิวเคลียสที่หนักกว่านั้น จะรวมกันได้ไม่เกินร้อยละ 5 ของพลังงานที่ได้จากการหลอมไฮโดรเจน ความสามารถของดาวยักษ์แดงที่จะคงการขยายตัวโดยการต่อต้านแรงโน้มถ่วงจึงถูกบ่อนทำลาย ดาวเริ่มที่จะตาย

อายุขัยของดาวยักษ์แดงและลักษณะการตายขึ้นอยู่กับมวลของดาวฤกษ์ ยิ่งมีมวลมาก ยิ่งดาวยักษ์แดงใช้การสังเคราะห์พลังงานสำรองสุดท้ายที่หลงเหลือได้เร็วเท่าใด ชีวิตของดาวดวงนี้ก็จะยิ่งสั้นลงเท่านั้น นอกจากนี้ ยิ่งมวลมากเท่าใด สนามโน้มถ่วงที่ใหญ่ขึ้นและรุนแรงขึ้นเท่านั้น ดังนั้นจึงเกิดการบีบอัดเร็วขึ้น

เมื่อดาวฤกษ์หดตัว ยังมีไฮโดรเจนเหลืออยู่เป็นจำนวนมากในชั้นนอกของมัน ซึ่งไม่มีปฏิกิริยานิวเคลียร์เกิดขึ้น และไฮโดรเจนยังคงไม่บุบสลาย การบีบอัดทำให้ดาวทั้งดวงร้อนขึ้น (ตอนนี้ไม่ใช่นิวเคลียร์ แต่พลังงานโน้มถ่วงถูกแปลงเป็นความร้อนตาม Helmholtz) และไฮโดรเจนฟิวชันจะเริ่มขึ้นในชั้นนอก กระบวนการบีบอัดจึงเกิดขึ้นพร้อมกับแสงสะท้อนของชั้นนอก

ยิ่งดาวมีมวลมาก ยิ่งบีบอัดเร็วขึ้น ยิ่งชั้นนอกร้อนขึ้นมากเท่าไร ไฮโดรเจนก็จะสามารถหลอมรวมได้มากขึ้นเท่านั้น และสังเคราะห์ได้เร็วยิ่งขึ้น - และผลลัพธ์ที่ได้ก็จะยิ่งโดดเด่นมากขึ้นเท่านั้น กล่าวอีกนัยหนึ่ง ดาวดวงเล็กจะหดตัวอย่างเงียบ ๆ ในขณะที่ดาวดวงใหญ่ซึ่งผ่านการหลอมรวมอย่างแรงพอสมควรในส่วนนอกสุดของมัน จะส่งส่วนใหญ่ของชั้นนอกของมันไปสู่อวกาศ ทำให้เกิดการระเบิดไม่มากก็น้อย เหลือไว้แต่ทรงกลมชั้นใน ที่จะทำสัญญา

ยิ่งดาวมีมวลมากเท่าใด "การปล่อยไอน้ำ" ก็ยิ่งกระทันหันมากขึ้นเท่านั้น หากดาวมีมวลมากพอ เวทียักษ์แดงจะจบลงด้วยการระเบิดขนาดมหึมา ในระหว่างนั้นดาวอาจวาบแสงชั่วขณะหนึ่งซึ่งสว่างกว่าแสงของดาวฤกษ์ธรรมดาหลายพันล้านเท่า ซึ่งเป็นแสงวาบสั้นๆ เท่ากับแสงของทั้งดาราจักร ของดาวฤกษ์ที่ไม่ระเบิด นี่คือสิ่งที่เรียกว่า "ซุปเปอร์โนวา" ระหว่างการระเบิดดังกล่าว สสารของดาวมากถึง 95 เปอร์เซ็นต์สามารถหลบหนีออกสู่อวกาศได้ ส่วนที่เหลือจะหดตัว

จะเกิดอะไรขึ้นกับดาวคู่สัญญาที่ไม่ระเบิด หรือส่วนนั้นของดาวระเบิดที่ยังคงอยู่และหดตัว? หากเป็นดาวฤกษ์ดวงเล็กๆ ที่ไม่ร้อนมากพอที่จะระเบิดในระหว่างการหดตัว มันจะหดตัวจนมีขนาดเท่าดาวเคราะห์ โดยคงมวลเดิมไว้ทั้งหมดหรือเกือบทั้งหมด พื้นผิวที่ร้อนเป็นสีขาวและสว่างจ้าจะร้อนกว่าพื้นผิวดวงอาทิตย์ในปัจจุบันของเราอย่างมาก อย่างไรก็ตาม ในระยะไกลมาก โครงร่างของดาวดังกล่าวจะไม่ชัดเจน เนื่องจากแสงถูกปล่อยออกมาจากพื้นผิวขนาดเล็กมาก และโดยทั่วไปแล้วจะมีปริมาณไม่เพียงพอ ดาวดังกล่าวเรียกว่า "ดาวแคระขาว"

ทำไมดาวแคระขาวไม่หดตัวต่อไป? ในดาวแคระขาว อะตอมจะถูกแยกออก และอิเล็กตรอนซึ่งไม่ได้สร้างเปลือกรอบนิวเคลียสของอะตอมตรงกลางอีกต่อไป เป็น "ก๊าซอิเล็กตรอน" ชนิดหนึ่งที่สามารถหดตัวได้ในระดับหนึ่งเท่านั้น มันทำให้สสารของดาวขยายไปถึงปริมาตรดาวเคราะห์เป็นอย่างน้อย และสามารถคงปริมาณดังกล่าวไว้ได้ไม่มีกำหนด

ดาวแคระขาวเย็นตัวช้ามากและจบลงด้วยความเย็นเกินกว่าจะเปล่งแสงออกมา กลายเป็น "ดาวแคระดำ"

เมื่อดาวฤกษ์หดตัวเป็นดาวแคระขาว ถ้ามันมีขนาดไม่เล็กมาก อาจมีส่วนกับชั้นนอกของดาวยักษ์แดงในการระเบิดระดับปานกลางและมีการกดทับเพียงเล็กน้อย จึงทำให้สูญเสียหนึ่งในห้าของมวลรวมทั้งหมด เมื่อมองจากระยะไกล ดาวแคระขาวเช่นนี้รายล้อมไปด้วยหมอกควันที่ส่องสว่างราวกับวงแหวนควัน วัตถุดังกล่าวเรียกว่า "เนบิวลาดาวเคราะห์" ซึ่งมีอยู่หลายแห่งบนท้องฟ้า เมฆก๊าซจะค่อยๆ กระจายไปทั่วทุกทิศทุกทาง กลายเป็นคลุมเครือและละลายไปในส่วนที่หายากของอวกาศ

เมื่อดาวฤกษ์มีมวลมากพอที่จะระเบิดอย่างรุนแรงในกระบวนการหดตัว เศษที่ยังคงหดตัวต่อไปอาจมีมวลมากเกินไป (แม้หลังจากสูญเสียมวลจำนวนมาก) ที่จะกลายเป็นดาวแคระขาวทันที ยิ่งเศษซากที่หดตัวมากเท่าใด ก๊าซอิเล็กตรอนก็จะยิ่งหนาแน่นขึ้นด้วยตัวมันเองและดาวแคระขาวก็จะยิ่งเล็กลง

สุดท้าย หากมีมวลเพียงพอ แก๊สอิเล็กตรอนอาจไม่สามารถทนต่อแรงดันของตัวเองได้ จากนั้นอิเล็กตรอนจะถูกกดเข้าไปในโปรตอนที่มีอยู่ในนิวเคลียส ซึ่งเคลื่อนที่ไปในแก๊สอิเล็กตรอนและเกิดนิวตรอนขึ้น พวกมันถูกเติมเข้าไปในนิวตรอนที่มีอยู่แล้วในนิวเคลียส จากนั้นดาวก็ประกอบด้วยนิวตรอนเป็นส่วนใหญ่ ดาวจะหดตัวจนกว่านิวตรอนจะสัมผัสกัน ผลที่ได้คือ "ดาวนิวตรอน" ที่มีขนาดประมาณดาวเคราะห์น้อย กว้างประมาณสิบถึงยี่สิบกิโลเมตร แต่ยังคงมวลของดาวขนาดเต็มไว้

หากเศษที่เหลือของดาวฤกษ์มีมวลมากขึ้น แม้แต่นิวตรอนก็ไม่สามารถต้านทานแรงโน้มถ่วงได้ พวกมันจะถูกทำลาย และส่วนที่เหลือจะหดตัวเป็นหลุมดำ

ชะตากรรมของดวงอาทิตย์จะเป็นอย่างไรหลังจากที่มันมาถึงขั้นของดาวยักษ์แดง?

มันอาจจะยังคงเป็นดาวยักษ์แดงเป็นเวลาสองสามร้อยล้านปี - ช่วงเวลาสั้น ๆ ในระดับของชีวิตดาว แต่เป็นโอกาสสำหรับการพัฒนาของอารยธรรมในการตั้งถิ่นฐานในอวกาศบนชั้นดินในโลกภายนอก - แต่แล้วดวงอาทิตย์จะเริ่ม หด. มันจะไม่ใหญ่พอสำหรับการระเบิดครั้งใหญ่ ดังนั้นจึงไม่มีอันตรายที่ในหนึ่งวันหรือหนึ่งสัปดาห์แห่งความวุ่นวาย ระบบสุริยะจะถูกกำจัดทิ้งไปตลอดทางจนถึงวงโคจรของดาวพลูโตและยิ่งกว่านั้นอีก ไม่เลย. ดวงอาทิตย์จะลดขนาดลง เหลือเพียงม่านบางๆ ของชั้นนอกของมัน เหลือไว้รอบ ๆ ตัวมันเอง กลายเป็นเนบิวลาดาวเคราะห์

เมฆของสสารจะลอยผ่านดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างไกล ซึ่งตามที่เราจินตนาการไว้ ในอนาคตอันไกลโพ้นเหล่านั้น ลูกหลานของมนุษยชาติจะตั้งอยู่ คลาวด์จะไม่ก่อให้เกิดอันตรายใดๆ กับพวกเขาโดยเฉพาะ ประการแรก นี่จะเป็นก๊าซที่หายากมาก และหาก - และบางทีอาจเป็น - การตั้งถิ่นฐานตั้งอยู่ ดังนั้น พูดใต้ดิน หรือภายในเมืองภายใต้โดม อาจจะไม่มีผลกระทบที่เป็นอันตราย

ปัญหาคือดวงอาทิตย์กำลังหดตัว ทันทีที่ดวงอาทิตย์ลดขนาดเป็นดาวแคระขาว (มีมวลไม่มากพอที่จะก่อตัวเป็นดาวนิวตรอนและยิ่งเป็นหลุมดำ) ก็จะกลายเป็นจุดเรืองแสงเล็กๆ บนท้องฟ้า จากดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดี หากมนุษย์เข้าใกล้ดวงอาทิตย์ได้มากที่สุดเท่าที่อยู่ในระยะดาวยักษ์แดง ก็จะมีค่าความสว่างเพียง 1/4000 ของดวงอาทิตย์ตามที่เราเห็นในตอนนี้จากโลก และจะจ่ายให้เท่าๆ กัน เศษส่วนของพลังงาน

หากการตั้งถิ่นฐานของมนุษย์ในระบบสุริยะชั้นนอกขึ้นอยู่กับพลังงานของดวงอาทิตย์ เมื่อดวงอาทิตย์กลายเป็นดาวแคระขาว พวกเขาจะไม่ได้รับเพียงพอ พวกเขาจะต้องเข้าใกล้มันมากขึ้น แต่พวกเขาจะไม่สามารถทำเช่นนี้ได้หากพวกเขาต้องการดาวเคราะห์เพื่อการนี้เพราะดาวเคราะห์ของระบบสุริยะจะถูกทำลายหรือถูกทำลายในระยะก่อนหน้าของการดำรงอยู่ของดวงอาทิตย์ เฟสยักษ์แดง เฉพาะการตั้งถิ่นฐานในอวกาศเทียมเท่านั้นที่จะสามารถใช้เป็นที่หลบภัยของมนุษยชาติได้ในเวลานี้

เมื่อการตั้งถิ่นฐานดังกล่าวเกิดขึ้นครั้งแรก (บางทีในศตวรรษหน้า) พวกเขาจะโคจรรอบโลกโดยใช้รังสีดวงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงาน และดวงจันทร์เป็นแหล่งของวัตถุดิบส่วนใหญ่ ธาตุที่เบากว่าบางชนิดที่ไม่พบในปริมาณที่ประเมินได้บนดวงจันทร์—คาร์บอน ไนโตรเจน และไฮโดรเจน—จะต้องนำเข้ามาจากโลก

เมื่อเวลาผ่านไป การสร้างการตั้งถิ่นฐานของพื้นที่ดังกล่าวในแถบดาวเคราะห์น้อยจะได้รับการพิจารณา ซึ่งจะทำให้ได้ธาตุแสงที่สำคัญเหล่านี้ได้ง่ายขึ้นโดยไม่ตกหล่นจากการพึ่งพาโลกที่อันตราย

บางทีเมื่อการตั้งถิ่นฐานในอวกาศมีความพอเพียงและคล่องตัวมากขึ้น และเมื่อมนุษย์รับรู้ถึงอันตรายของการคงอยู่ของพื้นผิวดาวเคราะห์ได้อย่างชัดเจนมากขึ้นเนื่องจากความผันผวนที่จะกลืนดวงอาทิตย์ในวันสุดท้าย การตั้งถิ่นฐานเหล่านี้อาจกลายเป็นสถานที่โปรด ที่อยู่อาศัยของมนุษย์ เป็นไปได้ว่านานก่อนที่คำถามจะเกิดขึ้นว่าดวงอาทิตย์จะนำโชคร้ายมาให้เรา มนุษยชาติส่วนใหญ่หรือแม้แต่ทั้งหมดจะเป็นอิสระจากพื้นผิวของดาวเคราะห์ธรรมชาติโดยสิ้นเชิง และจะตกลงสู่อวกาศ - ในโลกและสภาพแวดล้อมของ ทางเลือกของตัวเอง

บางทีคำถามเกี่ยวกับการก่อตัวของดินในโลกภายนอกเพื่อที่จะเอาชีวิตรอดจากความใหญ่โตสีแดงของดวงอาทิตย์ก็จะไม่เกิดขึ้น และเมื่อดวงอาทิตย์ร้อนขึ้น ก็เพียงพอที่จะปรับวงโคจรของอาณานิคมอวกาศให้สอดคล้องและค่อยๆ เคลื่อนตัวออกจากดวงอาทิตย์ที่กำลังขยายตัว

จินตนาการได้ไม่ยาก วงโคจรของดาวเคราะห์อย่างโลกนั้นแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะเปลี่ยนแปลง เพราะมันมีมวลมหาศาล ดังนั้น ความเฉื่อยและโมเมนตัมเชิงมุมขนาดใหญ่ และการหาพลังงานมากพอที่จะเปลี่ยนวงโคจรอย่างมีนัยสำคัญจึงแทบจะเป็นไปไม่ได้เลย และโลกต้องการมวล เพราะมันต้องการสนามโน้มถ่วงที่แรงเพื่อยึดมหาสมุทรและชั้นบรรยากาศไว้บนพื้นผิวของมัน และทำให้ชีวิตเป็นไปได้

ในการตั้งถิ่นฐานในอวกาศ มวลรวมนั้นเล็กน้อยมากเมื่อเทียบกับโลก เนื่องจากแรงโน้มถ่วงไม่ได้ใช้เพื่อกักเก็บน้ำ อากาศ และสิ่งอื่นใด สิ่งทั้งหมดถูกยึดเข้าด้วยกันเพราะถูกจำกัดด้วยกลไกโดยผนังด้านนอก และผลกระทบของแรงโน้มถ่วงต่อพื้นผิวด้านในของผนังนี้สามารถสร้างขึ้นได้ด้วยเอฟเฟกต์แรงเหวี่ยงที่เกิดจากการหมุน

ดังนั้นการตั้งถิ่นฐานในอวกาศสามารถเปลี่ยนวงโคจรของมันได้ด้วยพลังงานในระดับปานกลาง และสามารถเคลื่อนออกจากดวงอาทิตย์ได้เมื่อมันร้อนขึ้นและขยายตัว ในทางทฤษฎี มันสามารถเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากขึ้น เมื่อมันหดตัวและให้พลังงานน้อยลง อย่างไรก็ตาม การบีบอัดข้อมูลจะเร็วกว่าส่วนขยายก่อนหน้านี้มาก ยิ่งไปกว่านั้น การตั้งถิ่นฐานของจักรวาลทั้งหมดที่อาจมีอยู่ในระยะยักษ์สีแดงของดวงอาทิตย์และเคลื่อนเข้าหาบริเวณใกล้ดาวแคระขาวอาจจะหดตัวเป็นปริมาตรที่เล็กกว่าที่พวกเขาต้องการ กว่าพันล้านปี พวกเขาสามารถคุ้นเคยกับพื้นที่ไม่จำกัดของระบบสุริยะขนาดใหญ่

แต่มีความเป็นไปได้ค่อนข้างมากที่จะสรุปได้ว่าก่อนที่ระยะดาวแคระขาวจะเริ่มต้นขึ้น ผู้ตั้งถิ่นฐานในอวกาศจะสร้างโรงไฟฟ้าที่ทำงานด้วยการหลอมไฮโดรเจนและเป็นอิสระจากดวงอาทิตย์ ในกรณีนี้ พวกเขาสามารถเลือกอย่างอื่นได้ - ที่จะจากไปตลอดกาล ระบบสุริยะ.

หากการตั้งถิ่นฐานในอวกาศจำนวนมากออกจากระบบสุริยะกลายเป็น "ดาวเคราะห์อิสระ" ที่ขับเคลื่อนด้วยตนเอง มนุษยชาติจะสามารถปลดปล่อยตัวเองจากภัยคุกคามจากภัยพิบัติชั้นสองและมีชีวิตอยู่ต่อไป (และแพร่กระจายไปทั่วจักรวาลอย่างไม่มีกำหนด) จนกระทั่งถึงขั้นบีบตัวของเอกภพให้เป็นไข่จักรวาล

การคำนวณแสดงให้เห็นว่าการระเบิดของซุปเปอร์โนวาที่มี M ~ 25M ทำให้แกนนิวตรอนหนาแน่น (ดาวนิวตรอน) มีมวล ~ 1.6M ในดาวฤกษ์ที่มีมวลตกค้าง M > 1.4M ซึ่งยังไม่ถึงขั้นซุปเปอร์โนวา ความดันของก๊าซอิเล็กตรอนที่เสื่อมโทรมก็ไม่สามารถปรับสมดุลแรงโน้มถ่วงได้ และดาวจะหดตัวจนอยู่ในสภาวะที่มีความหนาแน่นของนิวเคลียร์ กลไกการยุบตัวของแรงโน้มถ่วงนี้เหมือนกับการระเบิดของซุปเปอร์โนวา ความดันและอุณหภูมิภายในดาวฤกษ์ถึงค่าที่อิเล็กตรอนและโปรตอนดูเหมือนจะ "กด" เข้าหากันและเป็นผลมาจากปฏิกิริยา

หลังจากการขับนิวตริโนออกมา นิวตรอนจะก่อตัวขึ้นโดยมีปริมาตรเฟสที่เล็กกว่าอิเล็กตรอนมาก ดาวนิวตรอนที่เรียกว่าดาวปรากฏขึ้นซึ่งมีความหนาแน่นถึง 10 14 - 10 15 g/cm 3 . ลักษณะเฉพาะของดาวนิวตรอนคือ 10 - 15 กม. ในแง่หนึ่ง ดาวนิวตรอนคือนิวเคลียสอะตอมขนาดยักษ์ การหดตัวของแรงโน้มถ่วงเพิ่มเติมนั้นป้องกันได้ด้วยแรงกดดันของสสารนิวเคลียร์ซึ่งเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาของนิวตรอน นี่ก็เป็นความดันเสื่อมเช่นกัน เช่นเดียวกับก่อนหน้านี้ในกรณีของดาวแคระขาว แต่เป็นความดันความเสื่อมของก๊าซนิวตรอนที่มีความหนาแน่นมากกว่ามาก ความดันนี้สามารถเก็บมวลได้สูงถึง 3.2M
นิวตริโนที่ผลิตขึ้นในช่วงเวลาของการยุบตัวทำให้ดาวนิวตรอนเย็นลงอย่างรวดเร็ว ตามการประมาณการทางทฤษฎี อุณหภูมิจะลดลงจาก 10 11 เป็น 10 9 K ใน ~ 100 วินาที นอกจากนี้อัตราการทำความเย็นลดลงบ้าง อย่างไรก็ตามในแง่ดาราศาสตร์ค่อนข้างสูง อุณหภูมิลดลงจาก 10 9 เป็น 10 8 K เกิดขึ้นใน 100 ปีและเหลือ 10 6 K ในหนึ่งล้านปี การตรวจจับดาวนิวตรอนด้วยวิธีการเชิงแสงนั้นค่อนข้างยาก เนื่องจากมีขนาดเล็กและอุณหภูมิต่ำ
ในปี 1967 ฮิววิชและเบลล์ที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ได้ค้นพบแหล่งกำเนิดรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นระยะ - พัลซาร์ คาบการเกิดซ้ำของพัลส์ของพัลซาร์ส่วนใหญ่อยู่ในช่วง 3.3·10 -2 ถึง 4.3 วินาที ตามแนวคิดสมัยใหม่ พัลซาร์คือดาวนิวตรอนที่หมุนรอบด้วยมวล 1 - 3M และมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 - 20 กม. เฉพาะวัตถุอัดแน่นที่มีคุณสมบัติของดาวนิวตรอนเท่านั้นที่สามารถคงรูปร่างไว้ได้โดยไม่ยุบตัวด้วยความเร็วรอบดังกล่าว การอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุมและสนามแม่เหล็กระหว่างการก่อตัวของดาวนิวตรอนนำไปสู่การกำเนิดของพัลซาร์ที่หมุนอย่างรวดเร็วด้วยสนามแม่เหล็กแรงสูง B ~ 10 12 G
เชื่อกันว่าดาวนิวตรอนมีสนามแม่เหล็กซึ่งแกนไม่ตรงกับแกนหมุนของดาวฤกษ์ ในกรณีนี้ การแผ่รังสีของดาว (คลื่นวิทยุและแสงที่มองเห็นได้) จะร่อนไปทั่วโลกเหมือนกับรังสีของสัญญาณ เมื่อลำแสงข้ามโลก แรงกระตุ้นจะถูกบันทึก การแผ่รังสีของดาวนิวตรอนเกิดขึ้นจากข้อเท็จจริงที่ว่าอนุภาคที่มีประจุจากพื้นผิวของดาวฤกษ์เคลื่อนตัวออกไปตามเส้นสนามแม่เหล็ก ทำให้เกิดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า กลไกการปล่อยคลื่นวิทยุพัลซาร์นี้ ซึ่งเสนอครั้งแรกโดย Gold แสดงไว้ในรูปที่ 39.

หากลำแสงรังสีกระทบผู้สังเกตการณ์บนโลก กล้องโทรทรรศน์วิทยุจะตรวจจับคลื่นวิทยุสั้น ๆ โดยมีคาบเท่ากับคาบการหมุนของดาวนิวตรอน รูปร่างของพัลส์อาจซับซ้อนมาก ซึ่งเป็นผลมาจากเรขาคณิตของสนามแม่เหล็กของดาวนิวตรอนและเป็นลักษณะเฉพาะของพัลซาร์แต่ละอัน คาบการหมุนของพัลซาร์จะคงที่อย่างเคร่งครัด และความแม่นยำในการวัดของคาบเหล่านี้ถึงตัวเลข 14 หลัก
พัลซาร์ที่เป็นส่วนหนึ่งของระบบเลขฐานสองได้ถูกค้นพบแล้ว หากพัลซาร์โคจรรอบองค์ประกอบที่สอง ก็ควรสังเกตความแปรผันของคาบพัลซาร์อันเนื่องมาจากปรากฏการณ์ดอปเปลอร์ เมื่อพัลซาร์เข้าใกล้ผู้สังเกต ระยะเวลาที่บันทึกของพัลส์วิทยุจะลดลงเนื่องจากเอฟเฟกต์ดอปเปลอร์ และเมื่อพัลซาร์เคลื่อนตัวออกห่างจากเรา ช่วงเวลาของพัลส์ของคลื่นวิทยุจะเพิ่มขึ้น จากปรากฏการณ์นี้ ค้นพบพัลซาร์ที่เป็นส่วนหนึ่งของดาวคู่ สำหรับพัลซาร์ PSR 1913 + 16 ที่ค้นพบครั้งแรกซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของระบบเลขฐานสอง ระยะเวลาการโคจรของการปฏิวัติคือ 7 ชั่วโมง 45 นาที ระยะเวลาที่เหมาะสมของการปฏิวัติพัลซาร์ PSR 1913 + 16 คือ 59 ms
การแผ่รังสีของพัลซาร์จะทำให้ความเร็วการหมุนของดาวนิวตรอนลดลง นอกจากนี้ยังพบผลกระทบดังกล่าว ดาวนิวตรอนซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของระบบดาวคู่สามารถเป็นแหล่งของรังสีเอกซ์ที่รุนแรงได้เช่นกัน
โครงสร้างของดาวนิวตรอนที่มีมวล 1.4M และรัศมี 16 กม. แสดงไว้ในรูปที่ 40.

ฉัน - ชั้นนอกบาง ๆ ของอะตอมที่อัดแน่น ในภูมิภาค II และ III นิวเคลียสจะถูกจัดเรียงในรูปแบบของตาข่ายลูกบาศก์ที่มีร่างกายเป็นศูนย์กลาง ภาค IV ประกอบด้วยนิวตรอนเป็นส่วนใหญ่ ในภูมิภาค V สสารสามารถประกอบด้วยไพออนและไฮเปอร์รอน ก่อตัวเป็นแกนฮาดรอนิกของดาวนิวตรอน กำลังระบุรายละเอียดส่วนบุคคลของโครงสร้างของดาวนิวตรอน
การก่อตัวของดาวนิวตรอนไม่ได้เป็นผลมาจากการระเบิดซูเปอร์โนวาเสมอไป กลไกอื่นในการก่อตัวของดาวนิวตรอนระหว่างวิวัฒนาการของดาวแคระขาวในระบบดาวคู่ที่อยู่ใกล้ก็เป็นไปได้เช่นกัน การไหลของสสารจากดาวข้างเคียงไปยังดาวแคระขาวจะค่อยๆ เพิ่มมวลของดาวแคระขาว และเมื่อไปถึงมวลวิกฤต (ขีดจำกัดจันทรเสกขาร์) ดาวแคระขาวจะกลายเป็นดาวนิวตรอน ในกรณีที่การไหลของสสารดำเนินต่อไปหลังจากการก่อตัวของดาวนิวตรอน มวลของมันสามารถเพิ่มขึ้นอย่างมาก และเป็นผลมาจากการยุบตัวของแรงโน้มถ่วง มันสามารถกลายเป็นหลุมดำได้ สิ่งนี้สอดคล้องกับการล่มสลายที่เรียกว่า "เงียบ"
ดาวคู่ขนาดกะทัดรัดสามารถปรากฏเป็นแหล่งรังสีเอกซ์ได้เช่นกัน นอกจากนี้ยังเกิดขึ้นเนื่องจากการรวมตัวกันของสสารที่ตกลงมาจากดาว "ปกติ" ไปสู่ดาวที่มีขนาดกะทัดรัดมากขึ้น ในระหว่างการเพิ่มมวลของสสารบนดาวนิวตรอนที่มี B > 10 10 G สสารจะตกสู่บริเวณขั้วแม่เหล็ก รังสีเอกซ์ถูกมอดูเลตโดยการหมุนรอบแกน แหล่งที่มาดังกล่าวเรียกว่าพัลซาร์เอ็กซ์เรย์
มีแหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์ (เรียกว่าระเบิด) ซึ่งการระเบิดของรังสีเกิดขึ้นเป็นระยะ ๆ ในช่วงเวลาหลายชั่วโมงจนถึงวัน เวลาในการระเบิดที่มีลักษณะเฉพาะคือ 1 วินาที ระยะเวลาระเบิดจาก 3 ถึง 10 วินาที ความเข้มในขณะที่ระเบิดสามารถเกินความส่องสว่างในสภาวะสงบนิ่งได้ 2 - 3 ลำดับของขนาด ปัจจุบันรู้จักแหล่งข้อมูลดังกล่าวหลายร้อยแหล่ง เป็นที่เชื่อกันว่าการระเบิดของรังสีเกิดขึ้นจากการระเบิดเทอร์โมนิวเคลียร์ของสสารที่สะสมอยู่บนพื้นผิวของดาวนิวตรอนอันเป็นผลมาจากการเพิ่มขึ้น
เป็นที่ทราบกันดีว่าในระยะเล็กน้อยระหว่างนิวคลีออน (< 0.3·10 -13 см) ядерные силы притяжения сменяются силами оттал-кивания, т. е. противодействие ядерного вещества на малых расстояниях сжимающей силе тяготения увеличивается. Если плотность вещества в центре нейтронной звезды превышает ядерную плотность ρ яд и достигает 10 15 г/см 3 , то в центре звезды наряду с нуклонами и электронами образуются также мезоны, гипероны и другие более массивные частицы. Исследования поведения вещества при плотностях, превышающих ядерную плотность, в настоящее время находятся в начальной стадии и имеется много нерешенных проблем. Расчеты показывают, что при плотностях вещества ρ >ρ พิษ, กระบวนการเช่นการปรากฏตัวของไพออนคอนเดนเสท, การเปลี่ยนแปลงของสารทำให้นิวตรอนเป็นสถานะผลึกของแข็ง, การก่อตัวของไฮเปอร์รอนและควาร์ก-กลูออนพลาสมาเป็นไปได้ การก่อตัวของ superfluid และ superconducting ของสสารนิวตรอนเป็นไปได้
ตามแนวคิดสมัยใหม่เกี่ยวกับพฤติกรรมของสสารที่ความหนาแน่น 10 2 - 10 3 เท่าซึ่งสูงกว่านิวเคลียส (กล่าวคือ ความหนาแน่นดังกล่าวจะกล่าวถึงเมื่อมีการกล่าวถึงโครงสร้างภายในของดาวนิวตรอน) นิวเคลียสของอะตอมจะก่อตัวขึ้นภายในดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้ ขีดจำกัดความเสถียร ความเข้าใจที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นสามารถทำได้โดยการศึกษาสถานะของสสารขึ้นอยู่กับความหนาแน่น อุณหภูมิ ความเสถียรของสสารนิวเคลียร์ด้วยอัตราส่วนแปลกใหม่ของจำนวนโปรตอนต่อจำนวนนิวตรอนในนิวเคลียส n p /n n โดยคำนึงถึงความอ่อนแอ กระบวนการที่เกี่ยวข้องกับนิวตริโน ในปัจจุบัน ปฏิกิริยานิวเคลียร์ระหว่างไอออนหนักเป็นวิธีเดียวในการศึกษาสสารที่ความหนาแน่นมากกว่านิวเคลียร์ อย่างไรก็ตาม ข้อมูลการทดลองเกี่ยวกับการชนกันของไอออนหนักยังให้ข้อมูลไม่เพียงพอ เนื่องจากค่าที่ทำได้ของ n p /n n ทั้งสำหรับนิวเคลียสเป้าหมายและสำหรับนิวเคลียสที่เร่งความเร็วเหตุการณ์มีขนาดเล็ก (~ 1 - 0.7)
การวัดคาบที่แม่นยำของพัลซาร์วิทยุแสดงให้เห็นว่าความเร็วของการหมุนของดาวนิวตรอนค่อยๆ ช้าลง นี่เป็นเพราะการเปลี่ยนแปลงของพลังงานจลน์ของการหมุนของดาวฤกษ์ไปสู่พลังงานรังสีของพัลซาร์และการปล่อยนิวตริโน การกระโดดเล็ก ๆ ในช่วงเวลาของพัลซาร์วิทยุอธิบายได้จากการสะสมของความเครียดในชั้นผิวของดาวนิวตรอน พร้อมด้วย "การแตกร้าว" และ "การแตก" ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงความเร็วของการหมุนของดาวฤกษ์ ลักษณะเฉพาะชั่วขณะของพัลซาร์วิทยุที่สังเกตพบประกอบด้วยข้อมูลเกี่ยวกับคุณสมบัติของ "เปลือกโลก" ของดาวนิวตรอน สภาพทางกายภาพภายในนั้น และของเหลวยิ่งยวดของสสารนิวตรอน เมื่อเร็ว ๆ นี้ มีการค้นพบพัลซาร์วิทยุจำนวนมากที่มีคาบเวลาน้อยกว่า 10 มิลลิวินาที สิ่งนี้ต้องการการปรับแต่งความคิดเกี่ยวกับกระบวนการที่เกิดขึ้นในดาวนิวตรอน
ปัญหาอีกประการหนึ่งคือการศึกษากระบวนการนิวตริโนในดาวนิวตรอน การปล่อยนิวตริโนเป็นหนึ่งในกลไกของการสูญเสียพลังงานโดยดาวนิวตรอนในช่วง 10 5 - 10 6 ปีหลังจากการก่อตัว