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宇宙的第一代恆星與星系完全不像我們今天所見的天體，天文學家企圖「回溯時光」，研究宇宙最早天體的起源。
重點提要
■宇宙的第一代恆星與星系完全不像我們今天所見的天體，天文學家企圖「回溯時光」，研究宇宙最早天體的起源。
■「再游離化」是指光游離了當時瀰漫在宇宙裡的中性氫，天文學家對於再游離化的原因特別感興趣。
■觀測數據與電腦模擬顯示，具有上百萬太陽質量的恆星或能噴出氣體的巨大黑洞，可能是推動再游離化的天體。
大約138億年前，或更詳細地說是在大霹靂後約40萬年，宇宙突然陷入無盡的黑暗之中。在那一刻之前，整個宇宙是一團高溫、炙熱而翻騰不止的電漿──包含質子、中子與電子的緻密氣體雲。假如有人能在當時觀察整個宇宙，會發現它看來就像一團燦爛奪目的濃霧。
大霹靂後38萬年，宇宙經歷了難以想像的明亮，膨脹中的宇宙持續降溫、濃霧消散，直到足以形成氫原子，這個事件稱為再複合（recombination）。隨後萬物遁入黑暗之中，宇宙進入了天文學家所謂的黑暗時代。
那是名副其實的漫漫長夜。即便第一代恆星開始發光，它們最耀眼的光其波長全都落在光譜的紫外線波段，那正是剛形成的氫氣最容易吸收的光。宇宙用它最初高溫、絢爛的濃霧，換來一片淒冷的黑霧。
這片黑霧最後消褪了，但是究竟為何消褪，卻是個長期困擾天文學家的問題。這或許是由第一代恆星完成，因為在一個稱為「再游離化」（reionization）的過程中，恆星發出的強烈光線緩慢但持續地擊破氫原子。此外，再游離化所需的能量，也可能來自高溫氣體墜入巨大黑洞時產生的輻射。
毫無疑問地，要明瞭再游離化何時與如何發生的關鍵，就是找尋宇宙中最古老的天體，並梳理出它們的來源與本質。第一代恆星何時開始發光？它們的樣貌為何？個別恆星是如何聚攏組成星系，並且幾乎在每個星系的核心區域都可發現超大質量黑洞，那些星系又是如何形成黑洞？再游離化究竟是在恆星到星系、再到黑洞過程之間的哪個時刻發生？而這個過程是逐步或瞬間達成？
自1960年代起，天文物理學家便開始思考這類問題。但直到最近，天文望遠鏡與電腦模型的功能大增，才足以提供部份解答：後者模擬宇宙第一代恆星的出現與演化，而前者則蒐集大霹靂後五億年內的微弱星光證據，那個時段正是第一代星系的襁褓期。
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