มวลดวงอาทิตย์ การยุบตัวจะดำเนินต่อไปจนกระทั่งอิเล็กตรอนและโปรตอนรวมกันเป็นนิวตรอน เกิดเป็นดาวนิวตรอน ดาวนิวตรอนมีความหนาแน่นสูงอย่างไม่น่าเชื่อ คล้ายกับความหนาแน่นของนิวเคลียสของอะตอม เนื่องจากมีมวลจำนวนมากอัดแน่นอยู่ในปริมาตรที่เล็กเช่นนี้ แรงโน้มถ่วงที่พื้นผิวของดาวนิวตรอนจึงมหาศาล เช่นเดียวกับดาวแคระขาวข้างต้น หากดาวนิวตรอนก่อตัวขึ้นในระบบ ดวงดาว หลายดวง มันจะสะสมก๊าซโดยแยกออกจากดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้เคียง Rossi X-Ray Timing Explorer ได้จับภาพการปล่อยก๊าซ X-Ray ของก๊าซที่หมุนวนเพียงไม่กี่ไมล์จากพื้นผิวของดาวนิวตรอน ดาวนิวตรอนยังมีสนามแม่เหล็กที่ทรงพลังซึ่งสามารถเร่งอนุภาคอะตอมรอบๆ ขั้วแม่เหล็ก ทำให้เกิดลำรังสีที่ทรงพลัง ลำแสงเหล่านี้กวาดไปรอบ ๆ เหมือนลำแสงไฟฉายขนาดใหญ่เมื่อดาวหมุน หากลำแสงดังกล่าวถูกจัดวางให้ชี้มายังโลกเป็นระยะๆ เราจะสังเกตว่าเป็นคลื่นรังสีที่เกิดขึ้นเป็นประจำเมื่อใดก็ตามที่ขั้วแม่เหล็กเคลื่อนผ่านแนวสายตา ในกรณีนี้ ดาวนิวตรอนเรียกว่าพัลซาร์