Limite superior da massa da estrela de nêutrons e colapso em um buraco negro

Question

Eu estava lendo respostas sobre uma pergunta (https://astronomy.stackexchange.com/questions/748/how-does-neutron-star-collapse-into-black-hole); e eu tinha duas perguntas principais:

1. Qual é a massa limite inferior exata de um buraco negro? Ou, para ser mais preciso, qual é a fronteira onde uma estrela massiva se transforma de uma estrela de nêutrons em um buraco negro?

2. Uma estrela de nêutrons com massa máxima possível pode se transformar em um buraco negro apenas absorvendo a massa mínima possível (massa de Planck)?

Answer 1

Vou responder a ambas as perguntas, uma de cada vez.

1. Para sua pergunta mais geral, na relatividade geral clássica, não há limite inferior de massa para um buraco negro; você pode torná-lo tão grande ou tão pequeno quanto desejar. Para sua pergunta mais precisa, o limite superior de uma estrela de nêutrons não giratória é o limite de Tolman-Oppenheimer-Volkoff , que está entre 2,1 a 2,3 massas solares. Além disso, a estrela de nêutrons entrará em colapso em um buraco negro.

2. Ainda não temos um entendimento quantitativo perfeito do interior de uma estrela de nêutrons, portanto, atualmente, essa questão é irrespondível. No entanto, assumindo que nossa estrela de nêutrons é uma massa estática e esférica simétrica feita de um fluido perfeito com uma densidade que aumenta para fora, então devemos ter$$M<\frac{4Rc^2}{9G}$$ Onde $R$ é o raio (área), $c$ é a velocidade da luz, e $G$é a constante gravitacional. Este é o teorema de Buchdahl . Portanto, se uma estrela de nêutrons obedecesse aos postulados acima (razoavelmente razoáveis) e fosse capaz de ser colocada bem abaixo do limite (o que pode ou não ser o caso), então estaria na situação que você descreve; empurrar um pouco mais de massa inevitavelmente causaria o colapso em um buraco negro.