В земных условиях подобное невозможно. Только звезда, такая, как Солнце, может после исчерпания ядерной энергии остыть и сжаться до размеров Земли. Но это ещё не нейтронная звезда, а лишь первый шаг на пути к ней. Такова теория звёзд-карликов, которую независимо развили Л.Д.Ландау и американский астрофизик С.Чандрасекар.
В февральский вечер 1932 года Ландау пошёл дальше. Он поставил вопрос о том, что произойдёт со звездой тяжелее солнца. Простой ответ: вещество сожмётся ещё сильнее, энергия электронов ещё увеличится. Принципиально новая идея Ландау состояла в том, что следствием этого обязательно должно быть ещё и превращение обычного вещества в нейтроны. Таким образом на последнем этапе эволюции должны рождаться нейтронные звезды. При массе больше массы Солнца плотность вещества такой звезды достигает сотен миллионов тонн в кубическом сантиметре.
Более того, превращение обычной звезды в нейтронную, то есть сильнейшее сжатие звезды, согласно теории, сопровождается выделением огромнейшей энергии и сбрасыванием внешней оболочки звезды, другими словами — взрывом. Именно так теперь объясняется появление «сверхновых» звёзд, которые иногда — несколько раз за тысячу лет — вспыхивают так ярко, что видны даже на дневном небе. Упоминание об этом встречается в древних летописях.
Долгое время казалось, что вскоре после своего бурного рождения нейтронная звезда должна остыть и превратиться в мёртвое тело, не представляющее интереса для астронома-наблюдателя. Положение изменилось лишь в начале шестидесятых годов, когда советские теоретики начали целеустремлённый поиск методов обнаружения сверхплотных небесных тел, и в частности нейтронных звёзд.
Самый простой, но ненадёжный способ — обнаружить и следить за движением обычной звезды, рядом с которой находится сверхплотная. Можно, конечно, определить массу второй звезды, но трудно доказать, что она действительно сверхплотная. Но есть и другая идея. Нейтронная звезда после своего образования ещё настолько горяча (температура поверхности достигает миллионов градусов), что должна обязательно испускать рентгеновские лучи. Однако она остывает быстро, за несколько месяцев, и становится невидимой. Значит, надо искать такое излучение или сигналы, которые продолжались бы многие тысячи лет.
В 1967 году были открыты пульсаторы — своеобразные источники пульсирующего, периодически меняющегося радиоизлучения. Сейчас можно утверждать: пульсары — это не что иное, как нейтронные звезды. Так подтвердилось блестящее предсказание Ландау. Однако, как часто это бывает в науке, задача постепенно обрастала все новыми и новыми сложностями. Например, поначалу думали, что нейтронная звезда — некий «спокойный», то есть невращающийся шар, который к тому же и не имеет магнитного поля. А ведь оказалось, именно эти два её свойства, написанные нами с частицей «не», ответственны за радиоизлучение, которое удаётся наблюдать.
Так появился вопрос: почему нейтронная звезда быстро вращается и почему её магнитное поле велико? Ответ заключён все в той же причине её рождения — сжатии обычной звезды. А увеличение угловой скорости вращения при сжатии — хорошо известное явление, которым, кстати, часто пользуются балерины и фигуристы, прижимая руки к телу. Аналогичный закон имеет место для магнитного поля. При сжатии магнитное поле возрастает в той же пропорции, что и угловая скорость вращения, и возникает поле, в миллион миллионов раз больше поля Земли и Солнца.
При быстром вращении и при наличии магнитного поля электроны разгоняются до чудовищной энергии, и вступают в действие особые свойства сверхсильного магнитного поля: заряженные частицы испускают фотоны — кванты электромагнитного излучения, те в свою очередь рождают пары электронов и позитронов. Именно их колебания и дают то направленное радиоизлучение, которое воспринимается антеннами астрономов. Теряя энергию вращения, пульсар, естественно, постепенно замедляется. Но внутри пульсара находится сверхтекучая нейтронная жидкость, которая не сразу воспринимает изменения в скорости вращения. Поэтому при анализе этих явлений понадобилась теория сверхтекучести — замечательного свойства квантовых жидкостей, теоретически исследованного Л.Д.Ландау.