130亿光年外，有一个星系几乎什么都没有。没有多少星光，没有多少重元素，恒星总质量加起来不超过3300个太阳。银河系有大约1000亿个太阳质量的恒星，这个叫LAP1-B的小东西，连银河系的零头的零头都算不上。

但它可能藏着宇宙第一代恒星的死亡证据。

LAP1-B存在于大爆炸之后大约8亿年，那时候宇宙还非常年轻。日本金泽大学天文学家中岛公彦（Nakajima Kimihiko）带领的团队用韦布空间望远镜（JWST）观测了它，发现它的气体中氧与氢的比值只有太阳的0.4%。氧是恒星内部核聚变的产物，一个星系里氧含量这么低，意味着这里几乎没经历过几轮恒星的生死循环。它是人类迄今观测到的化学成分最原始的星系。

这篇论文近期发表在《Nature》上。

要看清130亿光年外这么暗的东西，光靠JWST那面6.5米的镀金铍镜还不够。LAP1-B前方恰好有一个巨大的星系团MACS J0416，它的质量扭曲了周围的时空，像一块天然放大镜，把LAP1-B的光放大了大约100倍。这种效应叫引力透镜，是广义相对论预言的现象：大质量天体弯曲光线的路径，远处的光源因此被放大甚至扭曲成弧形。

即便放大了100倍，LAP1-B的恒星本身发出的连续光谱依然暗到JWST检测不到。研究团队反过来利用这一点：已知距离和望远镜灵敏度，检测不到就意味着恒星质量有一个硬上限，算出来是3300个太阳质量。

JWST真正捕捉到的，是LAP1-B里发光的气体。星系中少量大质量恒星释放的高能紫外线照射周围的星际气体云，气体被激发后发出荧光。研究团队用JWST的近红外光谱仪把这些荧光拆成光谱，去找特定元素的发射线，也就是每种元素在光谱上留下的独特指纹。

氧的指纹弱得几乎看不见。碳的指纹却格外醒目，而且是一种很特殊的碳：三次电离碳，也就是碳原子被剥掉了6个电子中的3个。要把碳电离到这种程度，需要能量超过47.9电子伏特的极紫外光子。普通的大质量恒星，哪怕是银河系里最热的那些，都没这么狠。

谁能发出这么硬的辐射？中岛王彦团队认为，答案是宇宙中最早的一批恒星，天文学上叫第三星族星（Population III）。它们从未被直接观测到，但理论预测它们由大爆炸产生的纯氢和纯氦构成，没有任何重元素。重元素在恒星形成过程中充当冷却剂，帮助气体云降温、碎裂成较小的团块。没有这个刹车机制，原初气体云会整团坍缩，形成质量高达数百个太阳的巨型恒星。这些怪物表面温度极高，紫外辐射极其猛烈，寿命也极短，几百万年就燃尽一生，最终在超新星爆炸中死去。

LAP1-B的化学成分里有一个奇怪的特征：氧含量极低，碳含量却相对偏高，碳氧比甚至超过太阳。如果重元素都是超新星炸出来的，为什么碳多氧少？

这恰好符合理论模型对第三星族星超新星的预测。这类超大质量恒星死亡时，核心坍缩成黑洞，但爆炸的能量不足以把整颗恒星炸散。恒星核心区富含的重元素，比如氧，被黑洞的引力拽回去，落入视界之内，永远困在里面。而恒星外层较轻的物质，主要是碳，逃了出来，抛撒进周围的气体中。氧被黑洞吞了，碳留了下来。这像一场爆炸只吐出了外壳，把更深处的东西又咽了回去。LAP1-B的化学指纹，像是第三星族星这种特殊死法留下的签名。

气体的光谱里还藏着另一条线索。发射线因多普勒效应产生的展宽显示，LAP1-B内部的气体以大约每秒58公里的速度旋转。这个速度对矮星系来说很正常，但用引力定律一算，要把气体束缚住不让它飞散到星系际空间，需要大约1000万个太阳质量的物质。

恒星最多3300个太阳质量，气体也加不了多少。剩下的几乎全是暗物质。LAP1-B本质上是一个巨大的暗物质晕，里面点缀着一丁点气体和几颗恒星。研究团队推测，正是这个暗物质骨架最先成型，用引力把原初气体拢进来，才让第一批恒星有了诞生的条件。

银河系周围环绕着一些叫超暗矮星系的古老小星系，质量极小，暗物质主导，恒星富碳贫金属，而且已经完全死掉了，几十亿年来几乎没有形成过新恒星。天文学家一直怀疑，它们是在再电离时期被杀死的。那是宇宙早期的一个阶段，第一批星系释放的强紫外线加热了星系际气体，小星系因此失去了形成恒星所需的冷气体供应。

LAP1-B看起来就像这些宇宙化石还活着时的样子，被观测到的那一刻，再电离的浪潮还没有席卷过来，它还在形成最后几颗恒星。

这项研究当然有不确定性。那些让碳三次电离的硬辐射，也可能来自极端大质量的第二星族星，而非第三星族星。LAP1-B的重元素含量虽然极低，但仍比我们在今天宇宙中观测到的最原始恒星高出10倍。芝加哥大学天文学家Alexander Ji在《Nature》同期评论中写道，厘清这些问题还需要大量后续研究，但LAP1-B已经提供了JWST迄今揭示的关于第一代恒星和星系的一些最佳线索。

130亿年前那点微光没有讲完整个故事。它只留下了几行光谱。对天文学家来说，几行已经很多了。

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图为韦布望远镜拍摄的引力透镜星系，图源：NASA

信源：Krywko, Jacek. "Gravitational lens shows a galaxy just 800 million years post-Big Bang." Ars Technica, 13 May 2026