Nötron yıldız kütlesinin üst sınırı ve kara deliğe çökmesi

Question

Bir soru ile ilgili cevapları okuyordum (https://astronomy.stackexchange.com/questions/748/how-does-neutron-star-collapse-into-black-hole); ve iki büyük sorum vardı:

1. Bir kara deliğin tam olarak alt limit kütlesi nedir? Daha doğrusu, devasa bir yıldızın bir nötron yıldızından kara deliğe dönüştüğü sınır nedir?

2. Mümkün olan maksimum kütleye sahip bir nötron yıldızı, mümkün olan minimum kütleyi (Planck kütlesi) emerek bir kara deliğe dönüşebilir mi?

Answer 1

Sırayla her iki sorunuzu da cevaplayacağım.

1. Daha genel sorunuz için, klasik genel görelilikte, bir kara delik için daha düşük bir kütle sınırı yoktur; dilediğiniz kadar büyük veya küçük yapabilirsiniz. Daha kesin sorunuz için, dönmeyen bir nötron yıldızının üst sınırı 2,1 ila 2,3 güneş kütlesi arasındaki Tolman-Oppenheimer-Volkoff sınırıdır . Bunun ötesinde, nötron yıldızı bir kara deliğe dönüşecek.

2. Henüz bir nötron yıldızının iç kısmına ilişkin mükemmel bir niceliksel anlayışa sahip değiliz, bu nedenle şu anda bu soru cevaplanamaz. Bununla birlikte, nötron yıldızımızın, dışarıya doğru artan yoğunluğa sahip mükemmel bir sıvıdan oluşan statik, küresel simetrik bir kütle olduğunu varsayarsak,$$M<\frac{4Rc^2}{9G}$$ nerede $R$ (alansal) yarıçap, $c$ ışık hızıdır ve $G$yerçekimi sabiti. Bu Buchdahl'ın teoremidir . Öyleyse, bir nötron yıldızı yukarıdaki (oldukça makul) varsayımlara uyuyorsa ve sınırın hemen altına getirilebiliyorsa (durum böyle olabilir veya olmayabilir), o zaman tanımladığınız durumda olacaktır; Biraz daha fazla kütlenin bile itilmesi, kaçınılmaz olarak kara deliğin çökmesine neden olacaktır.