科学家为小中子星的存在设定了上限

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大多数已知中子星的质量在 1.4 到 2.0 个太阳质量之间。上限是通过以下事实来解释的：超过大约两个太阳质量，中子星将塌缩成黑洞。下限由白矮星的质量决定。中子星由于中子之间的压力而抵抗重力塌缩，而白矮星由于电子气的压力而抵抗重力。

白矮星只能支撑自己达到现在所谓的钱德拉塞卡极限，即 1.4 个太阳质量。对此，天体物理学家认为中子星至少必须具有相同的质量。否则，塌缩将在白矮星处停止。但事实并非一定如此。

“确实，在简单的静水压塌陷中，任何小于 1.4 个太阳质量的物体都将仍然是白矮星，”科学家评论道。较大的恒星不仅会耗尽燃料并崩溃。它们以超新星的形式发生灾难性的爆炸。如果这样的爆炸迅速压缩中央核心，则产生的核心将由质量小于 1.4 个太阳质量的中子物质组成。

问题是它能否像小中子星一样稳定。这取决于中子物质如何结合在一起，这由其状态方程描述。中子星的物质受托尔曼-奥本海默-沃尔科夫方程控制，该方程是基于某些假设参数的复杂相对论方程。利用现代数据，TOV 状态方程将中子星的质量上限设定为 2.17 个太阳质量，将质量下限设定为约 1.1 个太阳质量。如果我们考虑到观测所允许的最极端值的参数，那么下限可以下降到0.4个太阳质量。

来自各个研究中心的科学家进行了一项新研究，他们检查了 Virgo 和 Advanced LIGO 引力波天文台第三次观测发射的数据。虽然大多数观测到的事件是恒星质量黑洞的合并，但天文台也可以探测到两颗中子星或中子星与伴星黑洞之间的合并。这些较小合并的信号强度非常接近引力波探测器的噪声水平，因此您需要了解检测它所需的信号类型。对于中子星合并，由于中子星对潮汐变形敏感，这一事实变得复杂。这些变形会改变合并信号的噪声，中子星越小，变形越大。

研究小组模拟了质量低于白矮星的中子星在合并过程中如何潮汐变形，然后计算这将如何影响观测到的引力噪声。然后，他们在第三次观察运行的数据中寻找此类特征。

尽管研究小组没有发现小型中子星存在的证据，但他们能够对此类合并的假设率设定上限。事实上，科学家们发现，观测到的中子星合并事件不可能超过 2000 次，其中中子星的质量高达太阳的 70%。

“我们对中子星及其特性的了解仍处于起步阶段。在未来几十年里，我们将拥有更灵敏的引力望远镜，它们要么探测小型中子星，要么证明它们不存在。这将为研究这些神秘物体开辟新的机会，并帮助我们更好地了解宇宙的奥秘。”研究人员评论道。