Det antas at når enkelte nøytronstjerner dannes, vil noen grunnstoff pakkes svært tett i kjernens ytterste lag. Inni sjølve kjernen blir nøytronene så sammentrykte at nøytronene bryter sammen og frigjør kvarker. Det er mulig at dette utløser en kvarknova. Resultatet vil være kvarkmaterie, frie kvarker istedenfor kvarker bundne sammen i nøytroner, derav navnet kvarkstjerne. Trolig er det raskt roterende nøytronstjerner med mellom 1,5 og 1,8 solmasser som kan konverteres til kvarkstjerner. Er massen større enn tre solmasser, vil stjernen kollapse helt og danne et sort hull.