在137億年前宇宙大爆炸之后的幾千年，宇宙中包含著熾熱、密集的氣體和微粒構(gòu)成的原生湯，但是宇宙快速膨脹，這種原生湯變得密度和溫度降低。然而，這種宇宙原生湯并未完全分散，一些區(qū)域的密度會(huì)較高。一些密集區(qū)域的密度增大是由于引力收縮，開(kāi)始逐漸形成最早的恒星和星系。

這發(fā)生于宇宙大爆炸之后大約5億年。最早的宇宙星系可能包含著原始巨大恒星，它們的成份僅由氫和氦構(gòu)成，這些并不是較重的元素。研究人員通過(guò)以類星體作為光源觀察研究了早期宇宙的10個(gè)星系，為了使用類星體作為光源，必須當(dāng)類星體位于星系之后才能進(jìn)行觀測(cè)。

例如：通過(guò)觀測(cè)來(lái)自遙遠(yuǎn)類星體A釋放的光線，這些光線朝向地球照射穿過(guò)星系B，研究人員能夠確定星系中包含的哪些元素吸收了類星體光線，這可以從類星體的光譜圖像中分析獲得。一顆巨大球狀發(fā)光氣體恒星通過(guò)熔合氫和氦成為較重元素產(chǎn)生能量，當(dāng)沒(méi)有更多的能量被萃取，恒星就死亡，并向太空釋放灰塵氣體云。這些較大的灰塵氣體云在一個(gè)巨大宇宙周期中，將壓縮并循環(huán)成為新恒星。

新生形式的恒星具有高含量的較重元素，遠(yuǎn)超出之前科學(xué)家的預(yù)期，每一代的恒星形式越來(lái)越多的較重元素和金屬物質(zhì)。眾所周知，較重元素(尤其是碳和氧)是形成行星和生命的必要條件。這是研究人員通過(guò)北歐光學(xué)望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到的類星體，當(dāng)從圖像中將類星體光線移除，就呈現(xiàn)出遙遠(yuǎn)的星系。

他們發(fā)現(xiàn)非常早期宇宙的星系中含有令人驚奇的大量較重元素。到目前為止，研究人員認(rèn)為恒星需要數(shù)十億年才能形成，同時(shí)，星系擁有大量比氫和氦更重的元素，但是來(lái)自尼爾斯-波爾協(xié)會(huì)的最新研究顯示，對(duì)于一些星系它們的形成時(shí)間會(huì)更短一些。

丹麥哥本哈根大學(xué)尼爾斯-波爾協(xié)會(huì)黑暗宇宙中心的喬安-費(fèi)恩波教授解釋稱，我們對(duì)早期宇宙的10個(gè)星系進(jìn)行了研究，并分析了這些星系的光譜，我們觀測(cè)發(fā)現(xiàn)這些星系釋放的光線需要100-120億年才能抵達(dá)地球。我們認(rèn)為這是一些相對(duì)原始、且缺少較重元素，但觀測(cè)結(jié)果令我們驚奇的是一些星系中含有氣體，且擁有大量的較重元素。

其氣體富含程度與太陽(yáng)系相近。這些星系非常遙遠(yuǎn)，正常情況下人們無(wú)法直接進(jìn)行觀測(cè)，但目前研究人員使用了一種特殊的方法。哥本哈根大學(xué)尼爾斯-波爾協(xié)會(huì)黑暗宇宙中心珍斯-克里斯蒂安-克羅加格解釋，宇宙中存在著叫做類星體的一些奇特天體，類星體是宇宙物質(zhì)落入活躍的巨大黑洞中，能夠噴射星系數(shù)千倍強(qiáng)度的光線。

它們就像是宇宙中燈塔釋放的光線，從非常遙遠(yuǎn)的地方也能觀看到。他還指出，為了使用類星體作為光源，類星體必須位于所要觀測(cè)的星系后方。克羅加格稱，早期宇宙形成的嬰兒星系歷史可追溯至120億年前，它們的進(jìn)化速度比預(yù)期更快。這意味著在宇宙早期歷史，潛在著一些能夠孕育生命的行星。

我們觀測(cè)類星體釋放的光線，能夠看到之前無(wú)法觀測(cè)到的光線，而這些未被觀測(cè)到的光線正在途經(jīng)星系前方被一些化學(xué)元素所吸收。通過(guò)分析光譜線，我們能夠觀測(cè)到這些元素的存在，通過(guò)測(cè)量光譜線的強(qiáng)度，可以洞悉所含這些元素的數(shù)量大小。他們不僅發(fā)現(xiàn)宇宙非常早期的星系擁有大量的較重元素，而且個(gè)別早期星系格外引起研究人員的關(guān)注。暗示著該星系富含著大量的輕重元素，表明在宇宙早期階段擁有潛在孕育生命形式的行星。