A massa máxima de uma estrela de nêutrons é de cerca de 2-3 massas solares. Este limite é definido pelo equilíbrio entre o colapso gravitacional e a pressão de degeneração de nêutrons. Se a massa de uma estrela de nêutrons exceder esse limite, ela entrará em colapso e se transformará em um buraco negro.

Estrelas de nêutrons são apoiadas contra o colapso gravitacional pela pressão de degeneração de nêutrons. Esta pressão surge do princípio de exclusão de Pauli, que impede que os nêutrons ocupem o mesmo estado quântico. À medida que a densidade de uma estrela de nêutrons aumenta, os nêutrons são forçados a se aproximarem e a pressão de degeneração torna-se mais forte. No entanto, em densidades muito elevadas, a pressão de degenerescência dos neutrões torna-se insuficiente para sustentar a estrela contra o colapso gravitacional.

A massa máxima exata de uma estrela de nêutrons depende de vários fatores, incluindo a composição da estrela e a equação de estado da matéria nuclear. No entanto, a maioria das estimativas sugere que a massa máxima é de cerca de 2-3 massas solares.

Se a massa de uma estrela de nêutrons exceder esse limite, ela entrará em colapso e se transformará em um buraco negro. Um buraco negro é uma região do espaço-tempo com forças gravitacionais tão fortes que nada, nem mesmo a luz, consegue escapar dele. Acredita-se que as estrelas de nêutrons que colapsam em buracos negros sejam as progenitoras de buracos negros de massa estelar.