神奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体,探寻黑洞的方案之一是观测双星系统的运动规律.天文学家观测河外星系大麦哲伦云时,发现了

双星系统,它由可见星

和不可见的暗星

构成,两星视为质点,不考虑其他天体的影响.

、

围绕两者连线上的

点做匀速圆周运动,它们之间的距离保持不变,如图所示.引力常量为

,由观测能够得到可见星

的速率

和运行周期

.
(1)可见星

所受暗星

的引力

可等效为位于

点处质量为

的星体(视为质点)对它的引力,设

和

的质量分别为

、

,试求

(用

、

表示).
(2)求暗星

的质量

与可见星

的速率

、运行周期

和质量

之间的关系式.
(3)恒星演化到末期,如果其质量大于太阳质量

的

倍,它将有可能成为黑洞.若可见星

的速率

,运行周期

,质量

,试通过估算来判断暗星

有可能是黑洞吗?
(

,

)
