中性子星の表面は通常の原子核や電子からなる。この中性子星の大気は厚さが約1mほどで、その下には固体の「地殻」がある。さらに内部には中性子過剰核と呼ばれる非常に中性子の多い原子核でできた層がある。このような原子核は地球上では非常に短時間で崩壊してしまうが、中性子星内部では非常に圧力が高いために安定して存在できる。さらに内部へ進むと、原子核から中性子が外へ漏れ出す「中性子ドリップ」と呼ばれる現象が見られるようになる。この領域には原子核と自由電子と自由中性子が存在する。さらに内部に進むにつれて原子核が融けあって一様な物質（中性子と少量の陽子、電子からなる）の超流動相となる。中心部のコアと呼ばれる高密度の領域の構造はよく分かっていないが、核子と電子だけでなくπ中間子やK中間子といった中間子の凝縮や、核子以外のバリオンであるハイペロンが現れ、最も中心部の超高密度領域ではクォークからなる超流動体で構成されているという説もある。
中性子星は質量が太陽程度、直径20 km程度、大気の厚さはわずか1 m程度で、中性子が主な成分の天体である。密度は太陽の密度の10¹⁴倍以上もあるとされている。およそ10⁹ t/cm³とその桁外れに大きい密度のため、中性子星の表面重力は地球の表面重力の2×10¹¹倍もの大きさがあり、脱出速度は 1/3 c にも達する。中性子星は大質量の恒星の超新星爆発によってその中心核が圧縮された結果形成されるが、中性子星として存在できる質量にはトルマン・オッペンハイマー・ヴォルコフ限界と呼ばれる上限値があり、それを超えるとブラックホールとなる。上限の質量は、理論的に太陽質量の1.5倍から2.5倍の範囲にあると考えられており、2010年に約1.97倍の中性子星、2013年には約2.01倍の中性子星が確認されている。下限は太陽質量の0.1倍から0.2倍程度。重力崩壊によって非常にコンパクトに圧縮された結果として、角運動量保存の法則によって元の恒星よりも遥かに高速に回転しており、典型的な自転周期は 30 秒から1/100秒である。中性子星に強い磁気がある場合、その磁極から電磁波が放出されるが、2つの磁極（地球でいう北磁極と南磁極）を結ぶ線が自転軸と一致していない場合、中性子星の自転により電磁波が放出する方向を変えながら放たれるパルサーとなる。中性子星自身は可視光線を発していないため、パルサーとして実在が確認された。中性子星は、中性子のみから構成される大きな原子核と見なすことができる。原子核内部では、陽子と中性子が互いに束縛されつつも動ける状態にあるため、液体といってもそれほど間違いではない（液滴模型も参照）。中性子星のコアは、その極めて大きい密度のため超流動状態になっているとするモデルも存在する。
千葉県立長生高等学校卒。東京芸術大学音楽学部器楽科打楽器専攻卒。千葉大学大学院教育学研究科修了。1997年「UnaMuchacha（ウナムチャーチャ）／藤田浩司&The Cuban All Stars」(CubanJazzRecords CJ0007)を、ブエナ・ビスタ・ソシアル・クラブのロベルト・ガルシア、バンボレオのラサロ・バルデス、オマーラのロベルティコ、ゴンサロ・ルバルカバのフェリペ・カブレラ等いずれも来日公演を果たしているキューバの一流ミュージシャンをメンバーに迎えレコーディング。2006年4月、全パートを自ら演奏した意欲作「Inafanta657（インファンタ657）/藤田浩司」(CubanJazzRecords CJ0009)を発売。2008年よりジルジャンエンドーサー。ドラムスタジオ・ラ・フィエスタ主宰。
富山県生まれ。弟には田部隆次、田部重治がおり、ともに英文学者となった。1885年（明治18年）9月、富山中学校（現：富山県立富山高等学校）に入学し、第四高等学校進学を目指したが、ストライキに加担したことと眼病により中退し、5年で退学。独学で教員検定試験に合格した。東京の正則英語学校（現：正則学園高等学校）で教員を務めたのち、第三高等学校教授となり、1902年（明治35年）に学習院教授となる。神田乃武とともに明治期英語教育の先駆者であり、『英文解釈法』（1905年）、『和文英訳法』（1914年）をはじめとして多くの英語参考書を著した。1923年（大正12年）、廻船商馬場はるの出資により富山高等学校（現：富山大学）が設立されると、初代校長に迎えられる。次弟の隆次は日本研究家のラフカディオ・ハーン（小泉八雲）の高弟であり、全集出版に関わるなどセツ夫人ら遺族との親交が深かった。1923年（大正12年）9月の関東大震災を契機として、小泉家はハーンの蔵書の安全な引き受け先を探し、三弟重治の勤務先である法政大学とも交渉が行われたが費用面で折り合わなかった。これを知った恒太郎は、富山高校で譲り受けることとし、馬場はるに購入資金を懇請した。2500冊に及ぶハーンの蔵書「ヘルン文庫」が馬場はるより富山高校に寄贈された。「ヘルン文庫」は富山大学に引き継がれ、附属中央図書館が所蔵している。1928年（昭和3年）、生徒との水泳中に、心臓麻痺を起こして急死した。恒太郎自身の蔵書の一部267冊も富山大学附属中央図書館に「南日文庫」として収蔵されている。富山大学五福キャンパスには富山高校初代校長南日恒太郎の銅像（1929年建立、1962年再建）がある。また、旧制富山高校跡地の馬場記念公園（富山市蓮町）にも南日恒太郎の銅像（1973年建立）、南日を記念した「南日梅林」（1983年開設）がある。