النجم النيوتروني هو بقايا نجم منفجر، مضغوطة إلى حجم مدينة. على سطحه أحيانًا يندلع حريق نووي حراري: الغاز المتراكم ينفجر مثل قنبلة هيدروجينية هائلة. بعد الانفجار يبقى رماد — خليط من العناصر الثقيلة التي ترتفع إلى السطح وتشكل غلافًا جويًا حارًا.
بنى علماء الفيزياء الفلكية نماذج لهذه الأغلفة لأربعة تركيبات من الرماد: مع غلبة الهيليوم أو الكروم أو الحديد أو النيكل. شملت الحسابات حوالي 5000 خط طيفي وطريقة جديدة لمراعاة تشتت الضوء بواسطة الإلكترونات. اتضح أنه في الطبقة الانتقالية بين الجزء الشفاف والجزء المعتم من الغلاف الجوي، تزداد قوة ضغط الإشعاع بشكل حاد. وهذا يضع حدًا أقصى لسطوع الانفجار — مثل سدادة تمنع البخار من الاندفاع بسرعة كبيرة.
قورنت الأطياف النموذجية مع أرصاد نجمين نيوترونيين: HETE J1900.1-2455 وGRS 1747-312. في كليهما تظهر حواف امتصاص في الأطياف. وهذا يفرض قيودًا على تركيب أغلفتهما ويساعد على فهم التفاعلات النووية التي تحدث في الأعماق.
الغلاف الجوي للنجم النيوتروني سمكه بضعة سنتيمترات فقط، لكنه يزن أكثر من الأرض كلها.