当一颗老恒星死亡时，它的核心将耗尽核燃料来产生热量和压力。是压力阻止核心在自身重量下坍塌。大恒星的引力如此之强，以至于核心的原子无法与之抗衡。对于像太阳这样的恒星来说，核心坍缩得非常紧密，以至于原子的电子达到峰值压力。恒星达到一种稳定的状态，称为白矮星，在那里电子的压力平衡了恒星质量的引力压力。
蓝光旋转中子星，计算机生成的抽象背景，三维渲染
但白矮星的稳定质量只有1.4个太阳，这就是钱德拉塞卡极限。如果一颗老恒星的核心比它的质量更大，电子的压力就不足以抵消重力。电子被压缩到原子的质子中，变成中子。恒星坍缩到中子的压力与引力相反的程度，这被称为中子星，它是中子星是除黑洞外密度最大的星体。
当然，中子星的质量是有限度的。如果核心的质量超过这个极限，中子的压力就会被引力所压倒，恒星就会坍缩成黑洞。但我们不确定这个限制是什么。
苏布拉曼扬·钱德拉塞卡计算了电子的状态方程
恒星的质量极限取决于物质的压力是如何由其温度和密度决定的。这种关系通常由一个称为状态方程的方程来描述。1930年，苏布拉曼扬·钱德拉塞卡计算了电子的状态方程，并由此确定了稳定白矮星的质量极限。
但电子是简单的基本粒子。中子是由夸克及其相互作用组成的复杂粒子。因此，中子的状态方程要复杂得多。1939年，罗伯特·奥本海默和乔治·沃尔科夫设计了中子状态方程，建立了理查德·托尔曼的工作。这一起产生了中子星的质量极限，称为托尔曼-奥本海默-沃尔科夫（TOV）极限。
TOV极限的计算非常复杂，很难得到精确的值。最初的估计是中子质量极限在1.5到3.0太阳质量之间。后来的估计使这个极限更接近2个太阳质量，而对合并中子星的引力波观测表明，这个极限为2.17个太阳质量。
最近天文学家发现了一颗中子星，就在这个极限的边缘。PSRJ0740+6620是距地球4600光年的脉冲星。脉冲星是中子星，由于强大的射电光束从其磁极流出，会向我们的方向闪烁射电脉冲。PSRJ0740+6620每秒脉冲约350次，这意味着它每秒旋转约350次。因为脉冲星的射电脉冲是由于中子星的旋转，所以它们非常稳定。
这个脉冲星有一个白矮星伙伴。这两个轨道彼此环绕，它们的轨道正好以这样的方式定向，白矮星通过我们和脉冲星之间的每一个轨道。这对我们来说真的很幸运，因为它能让我们衡量它们的两件事。第一个是恒星的轨道周期，白矮星绕一个轨道需要多长时间。第二个是白矮星的质量。因为白矮星经过脉冲星前面，白矮星的引力扭曲了我们从脉冲星上看到的无线电脉冲的时间。这就是所谓的夏皮罗延时效应，延迟的量取决于白矮星的质量，所以通过测量它我们得到了质量。
夏皮罗延时效应
这很重要，因为轨道周期取决于两颗恒星的质量。既然我们知道白矮星的质量，我们就可以计算出中子星的质量。当研究小组进行这个计算时，他们得到的质量在2.05到2.24太阳质量之间。它是迄今为止观测到的最大质量的中子星，可能也是最大质量的中子星。
这个发现很重要，因为它有助于缩小我们对TOV极限的估计。例如，一些天文学家认为中子星的质量极限不能大于2个太阳质量，PSR J0740+6620显然突破了这一限制。如果我们发现类似的中子星，我们应该能够确定一个更精确的TOV极限。