由速度引起的稳定中子星坍缩

我们在广义相对论框架下研究了球对称中子星的坍缩。初始状态为一颗稳定的中子星，通过某种速度轮廓向其添加入射径向动能。对于两种不同的状态方程和两种不同的速度轮廓，发现当入射速度足够大且质量超过某些最小阈值（该阈值取决于状态方程）时，中子星可以坍缩成黑洞。对于形式为 $p=K\rho^\gamma$ 的多项式状态方程，其中 $\gamma=2$，我们找到其值为 $1.16 (\frac{K}{0.1})^{0.5} \msol$；而对于更现实的状态方程，则为 $0.36 \msol$。在形成黑洞的某些坍缩情形中，构成初始中子星的部分物质可以通过冲击波被抛射出，只剩下初始质量的一部分才能形成黑洞。因此，可以形成质量非常小的黑洞，特别是，质量随初始速度变化的标度关系采取了 Choptuik 对临界坍缩所发现的形式。