中子星作为自然界可直接观测的最致密的物体,其最大引力质量受到了极大的关注。确定中子星最大引力质量,不仅可以用来明确区分中子星和黑洞,完善恒星演化晚期的理论,更重要的是可以甄别极高密度物质状态方程,检验人类实验室达不到的极高密度物质理论。这方面的研究有助于理解粒子的强相互作用和解释极早期宇宙的演化,是粒子物理学和天体物理学相互作用和相互渗透的重要课题。本文第一章综述,首先简要介绍了中子星的发现历史、形成机制、观测特征、结构以及状态方程等基本情况,然后详细回顾了中子星最大引力质量的研究历史和最新进展。由于核物理理论和实验上的局限性,人们对中子星核心的超高密度物质状态所知甚少,因此从理论上推算的最大质量具有很大的不确定性。比较令人信服的只有Rhoades和Ruffini得到的极端限制条件下的最大质量上限3.2M⊙。天文观测不断刷新中子星最大质量记录,目前精确测量最大质量已经达到2.08±0.07 M⊙,最大质量大于2 M⊙的概率在84%以上,这就是中子星最大引力质量的可靠下限,并且必将继续被后来者取代。GW170817双中子星并合事件及其电磁对应体的系列观测,开启了多信使天文学的新时代。对并合事件多信使全波段的协同观测,为准确地确定中子星的最大引力质量提供了新的途径。第二章详细介绍了本人在利用双中子星并合事件限制中子星最大引力质量问题上所做的工作。首先阐述了双中子星并合事件中的能量守恒和角动量守恒,剖析了并合后各部分物质的质量和角动量,以及引力波和中微子辐射带走的能量和角动量。随后我们利用最新的状态方程研究了四个中子星普适关系,并且把这些普适关系应用到并合过程能量守恒和角动量守恒的分析中,半解析推导出双中子星系统总质量塌缩阈值与中子星最大引力质量等性质之间的经验关系式。最后,我们依据GW170817的多信使观测结果以及数值模拟结果,应用蒙特卡洛方法,推算出非转动中子星最大引力质量为2.13-0.08+0.09 M⊙（68.3%的置信区间）。在第三章中,本人从中子星质量统计分布的角度来寻求最大引力质量的限制。我们首先介绍了中子星质量的测量方法并收集整理了中子星质量测量的最新结果,然后采用贝叶斯方法判断最佳拟合的质量分布模型并估算模型参数。我们得到的结果是中子星质量分布满足双高斯分布并且带有明显的最大质量截断,该截断位于2.21～2.38 M⊙之间（中位数2.26 M⊙,68%置信区间）。为了验证结果的可靠性,我们利用ATNF脉冲星目录中的数据进行了选择效应的分析,证明了最大质量截断不会受到选择效应的显著影响。随后我们把最大质量截断近似当作非转动中子星最大质量,利用第二章得到的总质量塌缩阈值公式,得出总质量小于2.7M⊙的双中子星系统并合后形成超重中子星（SMNS）的可能性很大。最后,经过并合后转动能和并合事件发生率的分析,我们认为双中子星并合事件很可能是EeV宇宙线质子的一个显著来源。最后,本人对非转动中子星最大引力质量的进一步限制的前景进行了展望。