像太陽這種恒星，當它內部的氫核聚變反應完後，也意味著它度過了自己的壯年時期，也就是主序星階段。然後它的內部會繼續進行氦聚變，氫變成了氦嘛，同時它會膨脹成一顆紅巨星。從此，這顆恒星就開始進入了老年階段，所以說紅巨星就是一種演化晚期的恒星。

隨著紅巨星的核反應，其內部的溫度會越來越高，一直高到上億度，直接把氦聚變成了碳。這時候它已經沒有足夠的能量來抗衡自身的引力塌陷了，因此在它的內部其實已經誕生了一顆白矮星。此時它的外部也開始變得越來越不穩定，當這個不穩定的狀態達到極限後，它就會進行爆發，把除核心以外的物質都抛出去，然後這個殘留下來的內核就是我們看到的白矮星。

此時的白矮星完全是靠電子簡並壓力來支撐的。根據泡利不相容原理和外電子的每個軌道，或者說能級，只能容納兩個自旋方向相反的電子。當這些電子都被壓縮到離原子核最近的軌道時，這些相互靠近的電子將産生一種排斥力，用來阻止物體的體積進一步縮小。這個就是電子簡並壓力，俗稱電子簡並力。這個有點像磁鐵的同極相斥。

但是這個電子簡並力其實並不是一種力，你可以把它想象成類似大氣壓一樣的東西。當恒星質量不超過1.44個太陽質量時，電子簡並壓力是可以阻止其核心繼續坍縮的。這個就是平時說的“錢德拉塞卡極限”，白矮星就是未達到該極限的恒星。換句話說，宇宙中的所有白矮星都是小于1.44個太陽質量的。

那些質量更大的恒星呢？他們自身的萬有引力已經太過強了，已經超過了電子簡並力所能支撐的上限，從而使恒星核心進一步坍縮，電子直接被壓入了原子核，然後就和裏面帶正電的質子中和，成了中子。這樣原來的原子就變成了完全由中子構成，這就是我們說的中子星。在中子星中，中子簡並壓力代替了電子簡並壓力，來阻止物質進一步塌陷。如果母恒星的質量再大些，中子簡並壓力也抵不過萬有引力，沒錯，那就成了黑洞了。這個極限就叫做奧本海默極限。可見中子星是除黑洞奇點之外，密度最大的天體了。至于那個誇克星，由于還沒有在現實中發現，目前只是一種假想中的星體，所以就先不說它了。

這個中子星可是確確實實已經被發現，它是上世紀60年代天文學的四大發現之一。四大發現是類星體、脈沖星、宇宙微波背景輻射，還有星際有機分子。有人可能會說這裏面沒有中子星啊，其實脈沖星就是中子星的一種。它是旋轉中的中子星，因爲它的磁場方向跟自轉軸不在同一直線上，所以，隨著它的旋轉會不斷向外發出周期性的電磁脈沖信號，一閃一閃，就像燈塔一樣。所以脈沖星也被稱作爲宇宙中的燈塔。當年發現第一顆脈沖星的時候，剛開始人們甚至還以爲真的有外星人在給我們發電報呢。

“蟹狀星雲”它的中心就是一顆自轉超快的脈沖星。因爲它非常年輕，所以非常活躍，自轉相當快，大概每秒能轉30圈。目前發現轉速最快的中子星每秒可以轉1122圈。之前人們曾認爲700圈是天體旋轉的極限。按目前的理論，旋轉速度如果超過這個極限，星體將被巨大的離心力摧毀。但根據實際觀測來看，並不是這麽回事，所以目前這個仍是一個未解之謎。爲什麽這些脈沖星能轉的這麽快呢？因爲在坍縮成中子星之前，其母恒星是有自轉的。

而中子星的半徑相對于母恒星來說極其微小，由于角動量守恒，所以轉動慣量的減少導致了轉速的增加，從而使其高速旋轉。說回中子星本身，由于電子都被壓入了原子核中，所以中子星也可以看作是一個巨大的原子核，它的密度可以看作就是原子核的密度。 這也是爲什麽它的密度是那麽大的原因，每立方厘米至少1億噸。這麽說可能沒什麽概念，打個比方，假如把整個地球壓縮成中子星的密度，那麽地球的直徑只有22米，也就是個籃球場那麽大。由于密度極高，中子星表面的引力將非常巨大。

所以不要問如果站在中子星上是種什麽體驗這種問題了，其實你根本就沒有機會站上去。在你接近中子星的過程中，就會被巨大的引力給撕碎。除此之外，中子星還有個可怕的地方就是擁有超強的磁場。

這類中子星也叫做磁星。大約每十個超新星爆發就會産生一顆磁星。磁星的磁場究竟可以強到什麽程度？地球的磁場大概是10的-5T這個量級。普通的磁鐵大概是10的-2T這個量級。我們生活中所能接觸到的最強磁場可能也就是醫院的核磁共振了，它可以達到3T的強度。當磁場的強度達到5T以上時，非導磁的物體也能夠懸浮起來。之前就有實驗用16T的磁場讓一只青蛙懸浮了起來。那它爲什麽能懸浮在磁場中呢？因爲生物體內大部分都是水，而水分子也具有抗磁性，只不過非常微弱。如果是一般的磁場，抗磁性産生的斥力與水滴受到的重力相比，完全是可以忽略不計的。

大多數物質的抗磁性都被自身的順磁性所掩蓋，表現不出來。但當磁場足夠強時，水滴就能夠克服地球的重力懸浮起來。另外，抗磁性是普遍存在的，生物體內的蛋白質也是具有抗磁性的。這只青蛙就是這樣浮起來的。日本科學家曾經在實驗室裏制造出了地表最強磁場1200T，但是只存在了一瞬間，而且還順帶一路火花帶閃電的把實驗室給炸了。

但這和磁星比起來都是小兒科。磁星的磁場可以強到3萬T，在某些理論計算中甚至可以達到上億T。在這種強度的磁場中，人體內的水分的抗磁性很可能會導致細胞組織破裂。所以，人可能還沒有被中子星引力撕碎，在幾千公裏外的磁場中就先被抗磁性給分解了。

最後說下中子星對我們地球的意義。宇宙中大部分的恒星系都是雙星或多星系統，像我們太陽系這種單星系統其實是少數派。當一個星系有兩個恒星，如果這兩個中子星某天發生了合並，當然也會有兩個黑洞合並的情況。之前首次發現引力波的那次，發現的引力波就是兩個黑洞合並産生的。後來又發現了兩個中子星合並産生了引力波。

其實這種中子星的碰撞對今天的地球來說是至關重要的，因爲目前認爲地球上的重金屬元素很可能就是來自中子星的碰撞的大爆炸。不過發生這些的時候，現在的太陽系應該還沒有誕生。碰撞的大爆炸會把質子射入輕元素的原子核，從而生成重元素。這些生成的重元素慢慢散布到銀河系的各個角落，我們的世界和可能就是因此而來。