El límite de Tolman – Oppenheimer – Volkoff define la masa máxima de una estrella de neutrones, que es 1.5–3 M☉. Entonces este es también el límite inferior para un agujero negro; cualquier estrella con una masa final por encima de este límite, correspondiente a una masa inicial de 15-20 M☉, colapsará en un agujero negro.
El agujero negro más pequeño encontrado hasta ahora es un agujero negro de masa estelar en el sistema binario XTE J1650-500, con una masa de 5–10 M☉; o un agujero negro de masa estelar en el sistema binario GRO J1655-40 con una masa de 6.3 M☉. Aquí están sus tamaños:
- XTE J1650-500 tiene un radio de Schwarzschild de 14.77–29.54 km / 9.18–18.36 mi.
- GRO J1655-40 tiene un radio Schwarzschild de 18.62 km / 11.57 mi.
Aunque los agujeros negros más pequeños pueden existir en principio, es poco probable que existan en este momento, ya que habrían necesitado tiempo para perder masa a través de la radiación de Hawking. Dado que la edad del universo es de 13.79 mil millones de años, en ese tiempo un agujero negro podría haber perdido solo 1.73 × 10 [matemáticas] ^ {8} [/ matemáticas] toneladas métricas. Y esto supondría que existieran agujeros negros al comienzo del universo (lo cual no ocurrieron), y que han estado perdiendo masa a través de la radiación todo el tiempo (lo cual no ocurre; no comienzan a perder masa a través de la radiación de Hawking hasta que la radiación de fondo caiga significativamente).
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Los agujeros negros primordiales podrían ser más pequeños, pero hasta ahora no se ha encontrado evidencia de su existencia.