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中子星内部每立方厘米重量主要高达1亿吨以上，并没有其他的未知元素。宇宙学的发展得益于红外望远镜的出现，和脉冲星一样，中子星也可以通过射电红外望远镜观测到。20世纪初，我们更进一步，发现原子还是可以分裂的。在这种条件下，物理学家朗道提出了坍缩恒星的原子核连接在一起形成巨核的观点，这种观点是以中子物质为基础的，他的想法是最早的关于中子星的理论。
中子星还有高速自转的特点，每秒钟自转很多次。由于其致密的特性，自身引力极强，所以会在表面产生无线电波，无线电波会随着中子星旋转，然后形成脉冲，成为我们常说的脉冲星。它属于中子星的一类，银河系中至少有2000颗脉冲星。脉冲星表面的磁场非常强，大约是地球磁场的10万亿倍。整颗恒星在高速旋转下，不断向外界发出电磁脉冲信号，看起来忽明忽暗，因此也被称为“宇宙中的灯塔”。到目前为止，发现的旋转最快的脉冲星每秒可以旋转1122次。
1934年，zwicky和Budd提出超新星爆炸后产生的碎片中有许多中子星，并认为中子星是恒星演化的产物。
第一种是中子星和混合星，主要成分是中子，密度从表面到核心是递增的。原子核中95%以上的质子转变为中子，内部中子在作用下结合成库珀对，成为流体状态。中子星核心的质量占总质量的90%以上，密度超过核物质的3倍。第二种是夸克星和七子星，现在还在推测，现实中没有观察到。意味着恒星的内部物质是由更多的基本夸克或奇异夸克组成的。致密恒星中物质的组成单位可能不是夸克，而是类似强子的奇数“夸克群”。
现在我们已经观测了3000多颗中子星，但是对它们内部的观测仍然不够详细。因此，在超高温、超高密度下，强作用力是否会将粒子改变成更多新的状态，形成新的物质元素，一直是科学家们最好奇的事情，这也对我们研究宇宙中物质元素的起源有着重要的作用。
