Características físicas como tamaño, masa y estructura interna de las estrellas de neutrones.Las estrellas de neutrones son los núcleos colapsados de estrellas masivas que explotaron como supernovas. Concentran aproximadamente 1,4 veces la masa del Sol en una esfera de unos 20 kilómetros de diámetro, lo que las convierte en uno de los objetos más densos del universo. Sus propiedades —densidad extrema, rotación rápida y campos magnéticos intensos— están gobernadas por la física nuclear en condiciones inalcanzables en la Tierra. Entre sus características clave se incluyen una corteza sólida de núcleos ricos en neutrones, un posible interior superfluido y un radio notablemente insensible a la masa, una peculiaridad que restringe la ecuación de estado de la materia nuclear.
Las estrellas de neutrones fueron propuestas por primera vez por Walter Baade y Fritz Zwicky en 1934, poco después del descubrimiento del neutrón. Fueron confirmadas observacionalmente en 1967 con el hallazgo de los púlsares por Jocelyn Bell Burnell y Antony Hewish. Las primeras mediciones precisas de masa y radio provinieron de observaciones de rayos X en la década de 2000, y la astronomía de ondas gravitacionales aportó nuevos conocimientos en 2017.
Las estrellas de neutrones se sostienen contra el colapso gravitatorio gracias a la presión de degeneración de neutrones y, a densidades más altas, a las fuerzas nucleares repulsivas. Su estructura se describe mediante la ecuación de Tolman–Oppenheimer–Volkoff, que relaciona presión y densidad. Las observaciones de masas de estrellas de neutrones (a menudo cercanas a 1,4 masas solares, pero hasta 2,1) y de radios (típicamente de 10 a 14 km) ayudan a los físicos a determinar la ecuación de estado —la relación entre presión y densidad— que aún es incierta en las densidades más altas. Las señales de ondas gravitacionales de fusiones de estrellas de neutrones, como GW170817, han proporcionado nuevas restricciones sobre su deformabilidad y su masa máxima.
El estudio de las estrellas de neutrones constituye un laboratorio natural para probar la física nuclear a densidades extremas, lo que informa los modelos de la materia en colisiones de iones pesados y podría orientar el diseño de materiales densos.
Una cucharadita de material de estrella de neutrones pesaría unos 4 mil millones de toneladas en la Tierra, aproximadamente la masa de todos los seres humanos juntos.
