几十年来，天文学家透过哈勃望远镜一直试图捕捉宇宙第一批恒星闪烁的瞬间。然而，那些构建宇宙的小星系过于暗淡，即使最先进的仪器也难以捕捉。如今，天文学家终于有了两样利器：韦伯太空望远镜和一点宇宙运气。

在《自然》杂志最近的一篇论文中，日本金泽大学的Kimitaka Nakajima带领团队利用詹姆斯·韦伯太空望远镜观测了一个名为LAP1-B的超暗星系，它存在于大爆炸后约8亿年。这是我们见过的最化学原始的星系——考虑到我们已经发现过多少原始天体，这已经很能说明问题了。

LAP1-B距离我们130亿光年。即使韦伯巨大的镀金铍镜也不足以单独完成观测。团队之所以能发现它，要归功于一个名为MACS J046的巨大星系团，它像宇宙哈哈镜一样扭曲了我们与LAP1-B之间的时空。Nakajima说：“这个星系通过引力透镜效应被强烈放大。”具体来说，扭曲的时空将LAP1-B的亮度提升了大约100倍。

即使有这种增强，LAP1-B仍然如此暗淡，以至于韦伯和哈勃都无法探测到它的恒星连续谱——即其恒星稳定的背景光。对Nakajima及其同事来说，这本身就是一个线索。知道距离和望远镜灵敏度后，他们计算出了LAP1-B恒星质量的上限：3300个太阳质量。与银河系大约1000亿个太阳质量相比，这简直是个四舍五入的误差。

击中韦伯镜面的大部分光并非来自恒星，而是来自发光的气体。通过分析这些气体，团队意识到LAP1-B是我们观测到的最接近原始星系的样本。这种光芒来自大质量恒星的高能辐射撞击周围的星际气体云，使其发出荧光。利用韦伯的近红外光谱仪，研究人员将光分解成光谱，并寻找指示化学成分的发射线。

“我们想测量其中有多少氧，”Nakajima说。分析显示，比氢和氦更重的元素严重短缺。气体中氧与氢的比例仅为太阳的0.4%。另一个细节是：三电离碳——碳原子失去六个电子中的三个。剥离这些电子需要能量超过47.9电子伏特的极紫外光子。即使是附近的大质量标准恒星也不够热。团队认为，能够达到如此高温的恒星是宇宙中最早点燃的——完全由大爆炸产生的氢和氦组成，形成时缺乏重元素来冷却。“这样的恒星应该由原始气体形成，”Nakajima说。

今天的恒星，包括我们的太阳，属于星族I。银河系晕中较老的恒星属于星族II，重元素含量低得多。星族III恒星是第一批——理论上它们是狂暴的巨兽，质量是太阳的数百倍，挤在很小的体积内，燃烧极热，在超新星爆发中英年早逝。Nakajima的团队很可能在LAP1-B中发现了这些爆炸的痕迹。

尽管重元素极度贫乏，LAP1-B的碳氧比却异常高——甚至高于太阳。研究人员认为答案在于那些第一代大质量恒星如何死亡。当一颗星族III恒星坍缩时，其核心变成黑洞，但超新星的能量不足以炸毁恒星。“它们的引力束缚能比通常的大质量恒星更强，”Nakajima说。坍缩导致一次微弱的超新星爆发，伴有显著的回落：较重的元素如氧被吸入事件视界，而富含碳的较轻外层则逃逸。LAP1-B的化学成分看起来就像是星族III超新星爆发气体的指纹。

还有一个线索：气体速度。通过测量多普勒展宽，