Kvarkų žvaigždė yra labai suspaustas, egzotiškas objektas, kuris, kaip manoma, susidaro iš maždaug 1% visų neutroninių žvaigždžių, kurios savo ruožtu susidaro patikimai griūvant 1.5–3.0 Saulės masės žvaigždėms. Kvarkų žvaigždės nebuvo galutinai pastebėtos, tačiau 10 m. balandžio 2002 d. Chandra rentgeno observatorija užfiksavo du perspektyvius kandidatus. Nuo tada buvo pastebėtas dar vienas kandidatas, tačiau reikia daugiau įrodymų, kad būtų galima patvirtinti kvarkų žvaigždžių egzistavimą. su maža paklaida.
Žvaigždės, kurių Saulės masė didesnė nei 1.35, bet mažesnė nei 3 (mažiau nei Tolmano-Oppenheimerio-Volkoffo riba), galiausiai katastrofiškai subyra į neutroninę žvaigždę, kompaktišką, mažo miesto dydžio objektą. Vienas arbatinis šaukštelis neutroninės žvaigždės medžiagos sveria milijardą tonų (daugiau kaip 1.1 milijardo tonų). Gravitacija tokia stipri, kad aukščiausi neutroninės žvaigždės „kalnai“ yra vos kelių mm aukščio. Teoriškai kvarko žvaigždė yra dar kompaktiškesnis objektas nei neutroninė žvaigždė. Neutroninėje žvaigždėje degeneracinis slėgis tarp neutronų neleidžia kūnui subyrėti į juodąją skylę, o kvarkinėje žvaigždėje tai yra slėgis tarp kvarkų.
Neutroninėje žvaigždėje visi elektronai susilieja su protonais ir sukuria tik neutronus. Neutroninę žvaigždę galima pamatyti kaip vieną milžinišką atomą, branduolį, sudarytą tik iš neutronų, apsuptų plonu elektronų apvalkalu. Kvarkinėje žvaigždėje neutronus sudarantys kvarkai svaidosi ir rekombinuojasi, pereinant nuo pažįstamų aukštyn ir žemyn kvarkų, sudarančių visas daleles Žemėje, iki masyvesnių keistų kvarkų, kuriuos žinome tik iš didelės energijos. dalelių greitintuvo eksperimentai. Kvarkų žvaigždė gali būti vertinama kaip vienas milžiniškas hadronas (protonas arba neutronas), tačiau su daugybe kvadrilijonų kvarkų, o ne tik įprastus tris.
Kai neutroninė žvaigždė subyra į kvarko žvaigždę, teoriškai tai gali sukelti įvykį, vadinamą kvarko nova. Procesas, kurio metu kvarkai yra atskiriami nuo neutronų, išskirtų milžinišką energiją, net daugiau nei vykstant energingiausioms branduolinėms reakcijoms, ir sukeltų galbūt įspūdingiausius sprogimus nuo Didžiojo sprogimo. Gali būti, kad paslaptingi gama spindulių pliūpsniai (GRB) iš tikrųjų yra kvarkų novos.