中性子星とブラックホールは死んだ恒星の残骸である。これらは通常、超新星爆発の一部として形成され、その際、古い恒星の外層が激しく放出される一方で、恒星の中心部が崩壊して残骸を形成する。この激しい形成過程は、残骸自体と周囲の環境の両方に重大な影響を及ぼす可能性がある。
起こり得る現象の一つに、残骸が「natal kick（誕生時のキック）」を受け、それによって超新星残骸から高速で飛び去るというものがある。これは一部の中性子星で観察されており、秒速800キロメートル以上の速度で残骸から離れていく中性子星が確認されている。このような大きなnatal kickの正確な原因はまだ完全には解明されていないが、珍しい現象ではない。恒星質量ブラックホールでも同様のことが起こると考えられる。実際、ブラックホールを形成する超新星爆発の方がより激しいことを考えると、キックはさらに大きくなると予想されるかもしれない。しかし、最近の観察によると、恒星質量ブラックホールがほとんどキックを受けずに形成される場合があることが示唆されている。
これらの観察は、V404 Cygniとして知られるブラックホールに焦点を当てている。このブラックホールは太陽の約10倍の質量を持ち、地球から約8,000光年離れている。また、これはマイクロクエーサーでもある。小さな恒星がV404の非常に近くを周回しており、その物質がブラックホールに捕獲されている。捕獲された物質は、遠方の銀河にある超大質量ブラックホールによって形成されるものと同様の降着円盤とジェットを形成している。このブラックホールは1938年に発見され、可視光線とX線の両方で容易に観測することができる。適切な望遠鏡があれば、自宅の裏庭からでも観測可能である。言うまでもなく、V404は非常によく研究されている天体である。
しかし、この新しい研究で新たな発見があった。研究チームは、この近接連星系を周回する伴星を特定した。この恒星の存在自体は以前から知られていたが、Gaia宇宙望遠鏡による詳細な観測データがあってはじめて、他の2つの天体を周回していることが証明された。この遠方の伴星が1周するのに7万年かかるが、他の2つの天体と重力的に結びついている。つまり、V404 Cygniは連星系ではなく三重連星系なのである。これは少し奇妙である。ブラックホールが形成された時点で、システムから飛び去るはずだったからである。近接する伴星は引き留められた可能性があるが、遠方の伴星は依然として束縛されているはずがない。では、なぜそうなったのか。
研究チームがシステムの力学を調べたところ、ブラックホールのnatal kickは秒速5キロメートル以下でなければならないことがわかった。天文学的な観点からすると、これは事実上ゼロに等しい。したがって、V404はnatal kickを受けなかったはずである。超新星爆発によって形成されたのであれば、これはありそうにない。この謎を解明するため、研究チームはこのようなシステムを生み出す可能性のある様々なモデルを検討した。高度に対称的な超新星爆発から、一度の大爆発ではなく、ゆっくりと静かにブラックホールが形成される直接崩壊モデルまで、あらゆる可能性を検討した。結果として、静かなアプローチが最も可能性が高いことが判明した。V404は近接する伴星から徐々に物質を蓄積し、最終的にブラックホールへと崩壊したようであり、その過程は第三の伴星が系に留まれるほど静かなものだったと考えられる。
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