تشبه النواة الذرية قطرة ذات غلاف رقيق — جلد نيوتروني. داخل القطرة، يتوزع البروتونات والنيوترونات بالتساوي، بينما يتجمع على السطح الخارجي، مثل رغوة الحليب، طبقة يكون فيها النيوترونات أكثر بشكل ملحوظ. سماكة هذه الرغوة — أجزاء من عُشر الفيمتومتر (أي أصغر بمليون مرة من حجم الذرة نفسها) — تختلف من نواة إلى أخرى وتعتمد على مدى قوة تنافر النيوترونات فيما بينها.
نفس القوة التي تنتفخ الجلد النيوتروني في نواة الرصاص تحدد ما إذا كان النجم المحتضر سينكمش إلى مدينة بحجم موسكو أو إلى كرة قطرها عشرة كيلومترات. لا يستطيع علماء الفلك مغرفة مادة النجم النيوتروني بملعقة، لكن يمكنهم قياس كتلته ونصف قطره من خلال التوهجات وموجات الجاذبية. وفي الوقت نفسه، يقوم الفيزيائيون على الأرض «بجس» الجلد النيوتروني عن طريق قصف النوى بالإلكترونات، أو تسريعها إلى سرعات قريبة من سرعة الضوء، أو مراقبة اهتزاز النواة في مجال كهربائي.
عندما يتم جمع عشرات من هذه القياسات معًا وتمريرها عبر تحليل بايزي (طريقة إحصائية تأخذ في الاعتبار جميع حالات عدم اليقين)، تظهر معادلة الحالة — وهي صيغة تربط الضغط والكثافة في المادة النيوترونية. تعمل هذه المعادلة بنفس الطريقة لكل من «الرغوة» النووية والكتل الكيلومترية في الفضاء. وهي تحدد مدى «ليونة» أو «صلابة» النجم النيوتروني: النجم اللين ينهار بسرعة إلى ثقب أسود، بينما يظل النجم الصلب كبيرًا وضخمًا. تميل البيانات الأخيرة إلى أن المادة صلبة إلى حد ما، مما يعني أن أثقل النجوم النيوترونية قد تكون أكبر بشكل ملحوظ مما كان يُعتقد سابقًا.
هكذا تصبح المختبرات الأرضية جسرًا إلى النجوم: نفس الرغوة على نواة الرصاص، التي يقيسها الفيزيائيون بدقة تصل إلى أجزاء من مائة فيمتومتر، تتردد مع أحجام النجوم الميتة البعيدة. وكل تحسين في قياس سماكة الجلد هو خطوة نحو فهم ما يحدث في أكثر زوايا الكون كثافة.
النجم النيوتروني بحجم مدينة يزن ضعف وزن الشمس، وملعقة صغيرة من مادته تفوق وزن جبل إيفرست.
في رواية «بيضة التنين» لروبرت فوروارد، وُصفت حياة على سطح نجم نيوتروني حيث تحل التفاعلات النووية محل الكيمياء.