最大的中子星有多重

當恆星結束主序星階段，將不再產生能量，隨之邁入死亡。死亡的恆星根據殘留的質量決定它的命運，依照質量高低可能形成黑洞、中子星或白矮星。

黑洞與中子星有它理論形成的分界，但因為此時物質處於極端高能的狀態，中子星的質量上限一直是科學家討論的議題。一般認為，對於不旋轉中子星（non-rotating neutron star），它的質量上限約為太陽質量的二到三倍，但準確值取決於中子星內部物質的未知型態。

再好的理論都需要觀測來佐證。近年科學家嘗試用重力波觀測來研究中子星的質量上限，特別是這兩個事件，

GW170817：兩個質量在1.1到1.6倍太陽質量範圍內的中子星，合併形成一個更大的天體，並認為合併後不久該天體馬上坍塌形成黑洞。這個事件的重力波和電磁輻射觀測顯示，中子星的質量上限小於2.3倍太陽質量。

GW190814：一個超過二十倍太陽質量的黑洞與一個2.5到2.7倍太陽質量的天體合併。科學家不知道較小的天體是黑洞還是中子星。如果它是不旋轉中子星，意味著中子星質量的上限高於2.5倍太陽質量。

因此德國物理學家安東尼奧·彌敦尼（Antonios Nathanail）領導的團隊，在最近分析了這些合併事件對中子星質量極限描述的差異。

彌敦尼團隊使用基因演算法（genetic algorithm）進行分析，來確定那些質量極限的模型與GW170817和GW190814的重力波和電磁輻射觀測、數值模擬的合併事件相一致。

研究發現，如果中子星質量極限定在2.5倍太陽質量，則與GW170817的觀測結果或數值模擬的事件不符。但如果質量極限定在2.2倍太陽質量，則能匹配GW170817的觀測結果與數值模擬的事件。

也就是說，根據研究人員的分析，GW190814很可能就是兩個質量不同的黑洞合併，也再次定調中子星（不旋轉）的質量上限約為2.2倍太陽質量。

【圖：互聯網；文：節錄自台北市立天文科學教育館網頁；新聞訊息由張坤成提示】研究全文刊登在2021年2月19日出版的《天體物理學快報》

GW = Gravitational Wave = 重力波星表