對我們的宇宙而言，第一批恆星的醒來是一個重要時刻，但在科學家看來，這個時刻也異常難以捉摸。在一項新的研究中，天文學家發現了一些迄今為止所見過的最古老的星系。根據研究人員的說法，當宇宙只有6.8億年的時候，這些天體就已經完全形成了。這些星系當時向周圍釋放了大量的紫外線輻射，那次輻射釋放形成了巨大的氣泡。中性氣體在氣泡中被激發和電離，為天文學家提供了第一張直接描繪宇宙中一個重要轉變時期的影象。

很久以前宇宙中還沒有恆星閃耀，在宇宙形成初期，一切物質都很均勻。從一個地方到另一個地方的平均密度都差不多。這種均勻、中性的宇宙與宇宙誕生的最初階段相比有很大的不同。在更早時期，比如大爆炸後的最初幾十萬年，我們的宇宙是如此的熾熱和稠密，以至於呈現為等離子體狀態，不斷的緊密碰撞也使原子裂解成電子和原子核。然而，當宇宙成長到38萬年時，所有的混亂都結束了。那時物質足夠分散，溫度足夠低，使電子可以與原子核結合，形成最初的氫原子和氦原子。這一事件的發生釋放了大量的輻射，一直延續到了今天，並且備受關注，這就是宇宙微波背景輻射。

數百萬年以來，宇宙一直保持著這種平靜、中性的狀態。但隨著宇宙的膨脹和冷卻，微笑的種子開始形成，一些氣體的密度由於某種偶然原因，而比周圍的環境稍微大一些。這種微小的密度增強使他們具有了微小的引力邊緣，將周圍的物質吸引過來。隨著氣體團的增長，他們有了更大的引力影響，可以吸收更多的物質，在漫長的歲月中，第一批恆星和星系就在寂靜、黑暗、中性的宇宙中，一點一點的成長。

我們不知道第一批恆星在什麼時候形成。但可以確定的是，他們是以一種巨大而奇妙的方式形成的。隨著他們的形成，宇宙也不在中性，而是發生了電離，我們每天接觸的大部分物質都是由完整的原子構成的，而所有的原子核都被電子殼層包圍著。化學反應就如同美妙而複雜的舞蹈，不同原子的電子殼層在其中快速的旋轉並相互結合。但實際上這種情況在宇宙中並不常見。

到目前為止，宇宙中絕大多數物質都是等離子體。就和很久很久以前一樣，電子和原子核自由的獨立存在。太陽是等離子體，其他恆星也是等離子體。星雲由等離子體組成，而恆星和星雲之間的所有物質也是等離子體。當宇宙成長到38萬年時，從等離子體變成了中性氣體。今天在130億年之後，大部分的宇宙又變成了等離子體。一定是有什麼原因將大部分宇宙中的原子分裂了。考慮到我們已經對等離子體宇宙進行了儘可能地觀察。追溯到了最早出現在宇宙舞臺上的一些恆星和星系，因此無論這種再電離的原因是什麼，這一過程肯定在很早以前就發生了。

第一顆，或者說第一批恆星都是非常非常巨大的恆星。科學家利用計算機進行了相關的模擬，結果顯示宇宙中的第一批恆星都有太陽100倍的質量。不過這個資料也只是猜測，或者說這就是再電離期留給科學家的第一個未解之謎。總之基本可以確定他們真的非常巨大，大質量的恆星意味著更快的核聚變。他們迅速掏空自己的身體然後爆炸了。炸是炸了，但是他們用短暫的生命完成了宇宙最重要的轉變。他們的光芒照亮了黑暗的宇宙，結束了宇宙的黑暗時代。他們發射出的紫外光將宇宙中的氫原子電離，於是當我們今天向宇宙深處望去時，幾乎找不到氫原子。絕大部分都是被電離後落入在宇宙空間的質子。

再電離期是一個漫長的過程，大約開始於宇宙大爆炸的3億年後。天文學家認為第一代恆星以及他們作為超新星爆發並死亡的過程釋放出的極端紫外線輻射，使宇宙重新變成了等離子體。根據2017年中國、美國、智利三國天文學聯合團隊對一個宇宙早期星系觀測的資料，大約在宇宙大爆炸八億年後，再電離完成了50%。2000年，日本和美國的聯合團隊在斯隆數字巡天專案中，對一個類星體的氫進行了檢測，得出結論：再電離過程結束於宇宙大爆炸的10億年後。看起來這個時期好像還挺容易理解的。

正所謂外行看熱鬧，內行看門道。天文學家在研究的時候發現了問題，2017年天文學家發現了類星體J1342+0928。這個類星體的核心有一個超大質量黑洞，它的質量相當於8億個太陽。也就是說，令人沮喪的是我們目前為止也無法知道這一變化發生的確切時間。即使是目前最強大的望遠鏡以及最深入的勘測技術也沒有能力回望那麼久遠的宇宙，我們可以清楚地看到宇宙微波背景輻射，也可以清楚地看到今天的宇宙。但中間部分直到現在仍是一個未解之謎。我們不知道第一批恆星何時出現，天文學家將該事件稱為宇宙黎明。我們也不知道隨後的再電離時代何時開始，等離子體泡，這種情況已經開始改變，天文學家正在尋找更加古老的星系。對他們周圍的氣體進行研究，試圖瞭解宇宙成長和演化中這個重要的時期。

最近一個國際研究小組發現了三個星系，他們極其微弱，也小得令人難以置信，並且距離我們異常遙遠。當我們的宇宙只有6.8億年的時候，這些小星系已經完全形成並開始運作了。這並不奇怪，因為此前也發現過同樣古老的星系，但在這項研究中，研究人員獲得了一個新發現。透過檢測這三個星系附近環境所發出的輻射。他們發現這些星系已經開始向他們的周圍吹出電離的等離子體泡。換句話說，從這些星系中釋放的輻射已經開始改變周圍的宇宙。這是第一個表明在電離時期仍在繼續地明確跡象。儘管天文學家推測宇宙在10億年時已經完成了再電離，但沒有人想到這一過程會發生得如此之早。