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从138亿年前形成至今 ， 宇宙一共孕育了3代恒星 。 我们的太阳已经有46亿岁了 ， 它只是宇宙中的第3代恒星 。 还有一些恒星非常古老 ， 年龄可能超过100亿岁甚至更久 ， 但也只是第二代恒星 。
直到今天 ， 天文学家们也没有看见过第一代恒星 。
它们到底在哪呢？又是什么模样的呢？
我们知道 ， 宇宙大爆炸之初 ， 连原子都没有 ， 只有游离的电子和质子 ， 后来它们才结合为原子的 。 在这种情况下 ， 它们能结合形成的原子基本都是氢 ， 还有少量的氦和几乎可以忽略的锂 。
因此 ， 第一代恒星的组成结构里 ， 几乎只有氢 。 至于比锂还重的物质 ， 是不存在的 。 只有当第一代恒星死亡 ， 超新星爆发的过程中 ， 才会有更重的元素出现 。 于是 ， 当第二代恒星形成的时候 ， 就有一部分比较重的元素了 。 随着第二代恒星再死亡 ， 形成更多重元素 ， 再孕育第三代恒星 ， 重元素就更多了 。
探测一颗恒星内部的成分并不难 ， 天文学家通过对太阳的观测 ， 证明它包含的金属元素比较多 ， 属于第三代恒星 。 至于只有氢的第一代恒星 ， 至今没有被发现 。
第一代恒星是非常巨大的 ， 其质量可能达到太阳的300倍以上！这么巨大的恒星 ， 按理说也会非常明亮 ， 观测起来更容易 ， 为什么仍然没有被发现呢？
答案很简单 ， 因为越大的恒星 ， 寿命越短 ， 消失得越早 。 而且它们形成的时间也非常早 ， 在宇宙大爆炸的仅仅1亿年后就出现了 。 尽管人类的望远镜已经可以探测到135亿光年的遥远宇宙 ， 仍然不足以看到远在137亿光年外的它们 。
而且 ， 它们所处的位置 ， 宇宙膨胀速度也非常快 。 我们知道 ， 在多普勒效应的作用下 ， 这些恒星的波长也被拉到了可见光范围以外 ， 这就更难观测了 。
不过 ， 天文学家找到了一个更好的办法 ， 那就是不直接观测第一代恒星 ， 而是观测它们留下的痕迹 。
由于体积和质量过于巨大 ， 第一代恒星的死亡也很特别 。 普通的大质量恒星会通过超新星爆发的形式死亡 ， 但它们的爆发属于另一种特殊的超新星——不稳定对超新星 。 这种超新星威力非常惊人 ， 普通的超新星还会留下中子星或者黑洞 ， 这种超新星什么都不会留下 ， 会炸得灰飞烟灭 。
这又是第一代恒星的另一大观测难题 ， 连遗体都没剩下 ， 那就只剩下最后的一丝线索了 ， 那就是它们爆发出来的物质在宇宙中残留的弥漫云 。
最近 ， 来自日本、澳大利亚和美国的研究人员在宇宙中发现了一种 \"独特的重元素混合物\" 。 根据他们的分析 ， 这种物质的来源除了第一代恒星之外 ， 不可能是其他什么天体 。 也就是说 ， 他们观测到的很有可能就是第一代恒星爆发时留下的弥漫云 。
为了寻找这种弥漫云 ， 研究人员借助了一种特殊的天体——类星体 。 所谓的类星体 ， 就是一些遥远星系核心处极其活跃的超大质量黑洞 。 它们在疯狂吞噬的时候会释放出极其明亮的光芒 ， 穿越茫茫宇宙 ， 被我们观测到 。
而且 ， 类星体通常距离我们100亿光年以外 ， 是最有可能和第一代恒星爆发的弥漫云处在相同位置的天体 。 只要它们的光穿越弥漫云 ， 传播到地球上 ， 就会被天文学家捕捉到 。 再利用光谱仪将这些光进行分解 ， 就能够分析出弥漫云内部含有哪些物质 ， 判断它是不是由第一代恒星的不稳定对超新星爆发形成的 。
这个方法听起来轻描淡写 ， 一笔带过 ， 实际上面临着许多困难 。 且不提这些天体有多么遥远 ， 在光谱分析的过程中 ， 还有除了元素丰度之外的因素影响着分析结果 。 如何排除这些干扰因素 ， 也是研究人员需要解决的 。
东京大学的天文学家Yuzuru Yoshii和Hiroaki Sameshima提出了一种新的方法 ， 那就是利用波长强度来对弥漫云内的元素普遍性进行分析 ， 从而能够确定这个弥漫云内的元素组成 。
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