Limite superiore della massa della stella di neutroni e collasso in un buco nero
Stavo leggendo le risposte relative a una domanda (https://astronomy.stackexchange.com/questions/748/how-does-neutron-star-collapse-into-black-hole); e avevo due domande principali:
Qual è l'esatta massa limite inferiore di un buco nero? O per essere più precisi, qual è il confine dove una stella massiccia si trasforma da stella di neutroni a buco nero?
Può una stella di neutroni con la massima massa possibile trasformarsi in un buco nero semplicemente assorbendo la minima massa possibile (massa di Planck)?
Risposte
Risponderò a turno a entrambe le tue domande.
Per la tua domanda più generale, nella relatività generale classica, non esiste un limite di massa inferiore a un buco nero; puoi renderlo grande o piccolo come desideri. Per la tua domanda più precisa, il limite superiore a una stella di neutroni non rotante è il limite di Tolman-Oppenheimer-Volkoff , che è compreso tra 2,1 e 2,3 masse solari. Oltre a ciò, la stella di neutroni collasserà in un buco nero.
Non abbiamo ancora una perfetta comprensione quantitativa dell'interno di una stella di neutroni, quindi al momento questa domanda è senza risposta. Tuttavia, supponendo che la nostra stella di neutroni sia una massa statica, sfericamente simmetrica composta da un fluido perfetto con una densità che aumenta verso l'esterno, allora dobbiamo avere$$M<\frac{4Rc^2}{9G}$$ dove $R$ è il raggio (areale), $c$ è la velocità della luce, e $G$è la costante gravitazionale. Questo è il teorema di Buchdahl . Quindi, se una stella di neutroni obbedisse ai postulati di cui sopra (abbastanza ragionevoli) e fosse in grado di essere portata proprio al di sotto del limite (il che può essere o meno), allora sarebbe nella situazione che descrivi; spingere anche un po 'più di massa causerebbe inevitabilmente il collasso in un buco nero.