在太阳周围，恒星几乎从不相撞。

离我们最近的恒星在4.2光年外。如果把太阳缩成一粒1毫米的沙子，这位邻居就是大约30千米外的另一粒沙子。两粒沙子在这么大的空间里各走各的，想碰上都难。

宇宙年轻的时候却挤得多。美国加州大学洛杉矶分校（UCLA）的天体物理学家做了一组计算机模拟，发现宇宙早期的一些星团密得惊人，恒星之间频繁相撞。撞得多了，整个星团的恒星可能被一颗接一颗地揉在一起，最后只剩下一颗巨星，质量相当于整个星团。

这样一颗巨星走到生命尽头，可能会直接塌缩成一个黑洞。

研究团队认为，这条路或许能回答天文学界一个悬了很久的问题：宇宙里最大的那些黑洞，为什么长得那么快。这项研究目前以预印本形式发布在arXiv上。

几乎每个大星系的中心都蹲着一个超大质量黑洞，质量从几百万个到几十亿个太阳不等。银河系中心的那个，大约是400万个太阳。

天文学家原本以为，这类黑洞要靠吞气体、和别的黑洞合并，一点点慢慢长大，这需要很长的时间。

韦布空间望远镜（JWST）却打乱了这个设想。望远镜看得越远，看到的光就越古老，韦布空间望远镜能看到宇宙诞生后几亿年的样子。它在那里发现，超大质量黑洞早就已经存在了。按照原来的生长速度，它们根本来不及长这么大。

一种解释是，这些黑洞起点就高。如果一开始的“种子”就足够大，后面的生长就追得上。

问题是种子从哪来。一颗普通的大质量恒星死后，留下的黑洞通常只有几十个太阳那么重，要当超大质量黑洞的种子还差得远。

UCLA团队的模拟给出了一个产地。韦布空间望远镜已经在早期宇宙里看到了极其紧凑的恒星系统，研究者就照着这样的密度去算，看恒星在里面会发生什么。

结果是，恒星会频繁相撞，而撞的速度决定了结局。撞得太快，两颗星会被彼此撕碎。撞得比较慢，它们就会合并成一颗更大的星。

合并之后的恒星更大更重，更容易撞上下一颗，于是越滚越大。

论文的通讯作者、UCLA博士生克莱尔·威廉斯（Claire Williams）说：“我们模拟里最奇特的结果，大概是恒星可以在星团里一次又一次地合并，直到形成一颗巨星，质量相当于整个星团。当这么大的一颗星走到生命尽头，模型显示它可能别无选择，只能向内塌缩，形成一个大质量黑洞。”

这样诞生的黑洞属于中等质量黑洞，比恒星死后留下的黑洞大得多，又比星系中心的超大质量黑洞小得多。这类黑洞理论上应该存在，却几乎从没被观测到过。按照这项研究的说法，它们可能就需要这样一个拥挤的星团才能形成。

黑洞形成之后，星团里的情况又会变化。

黑洞的引力会让附近的恒星越跑越快。于是在黑洞周围，恒星相撞多半以粉碎告终，很少再合并。撞碎的恒星把气体洒在周围，正好可以成为黑洞后续生长的原料。

威廉斯说：“在我们的模型里，同一个环境既能造出黑洞，也能提供恒星和气体，影响它之后的生长。”

这幅景象，在身边就有一个现成的样本。银河系中心正是一个大黑洞被密集的星团包围着，那里也是附近宇宙中恒星相撞最常见的地方。威廉斯说，这些巨星变成中等质量黑洞之后，整个系统看起来就很像银河系的中心。

这项研究还牵出了韦布空间望远镜近几年最热闹的发现之一，“小红点”。

它们是早期宇宙里一些极其紧凑的天体，在照片上就是一个个小小的红点。很多天文学家认为，它们的中心藏着一个正在飞快长大的黑洞，但它们究竟是什么，至今争论不休。

新模拟提供了另一种可能：小红点也许就是那种密集的星团，里面的恒星正在一次次相撞，造出一颗将来会变成黑洞的巨星。

论文合著者、UCLA天体物理学家斯马达尔·瑙兹（Smadar Naoz）把小红点研究比作盲人摸象，每个人摸到大象的一个部位，描述也各不相同。她说：“我们的研究把其中几种视角连到了一起，也许能帮我们看到大象更多的部分。”

用恒星碰撞来解释超大质量黑洞的起源，这项研究并不是第一个。它的新意在于，把小红点之类的观测和理论模型接到了一起，梳理出星团里的恒星如何一步步撞成巨星、再变成黑洞的具体路径。

模拟描绘的早期宇宙，和今天大不一样。那时还没有银河系这样的大旋涡星系，只有一团团挤满新生恒星的密集星团。恒星在里面相撞、合并、塌成黑洞，星系后来才围绕这些黑洞慢慢成形。

再往后，宇宙不断膨胀，变得越来越稀疏、平静，才成了今天这个样子。太阳附近的恒星就像隔着30千米的两粒沙子，很难再撞上了。

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图为恒星爆炸，图源：CC0 Public Domain

信源：University of California, Los Angeles. "Stellar Collisions May Have Been Common When the Universe Was Young." Phys.org, edited by Sadie Harley, 26 Oct. 2026