在左邊的大圖片中，一個叫做MACS J1149+2223的巨大星系團的許多星系主導了這一景象。巨大星系團的引力透鏡效應使這個新發現的星系——即MACS 1149-JD——比之前明亮了15倍。在右上角，一個局部放大圖——顯示了MACS 1149-JD的更詳細信息，右下角顯示了一個更深的放大圖像。

無論我們在宇宙中看得多遠，我們都無法直接觀察到第一批恆星或星系。

各種紅移的吸收線表明，在整個宇宙中，原子的基本物理性質和大小並沒有改變，即使光因為膨脹而紅移。不幸的是，最早的時候就存在最能阻擋光線的物質，這使得尋找最遙遠的星系成為一個難以置信的挑戰。

它們產生的光被太大的紅移和太大的干涉氣體所阻擋，甚至哈勃都看不見。

在已知宇宙中發現的最遙遠的星系，GN-z11，其光線來自134億年前：當時宇宙的年齡只有現在的3%，也就是4.07億歲。但還有更多遙遠的星系在那裡，我們終於有了直接的證據。

迄今為止發現的最遙遠的星系已經很晚了，可以追溯到大爆炸後的4.07億年前。

得益於這個遙遠的星系（GN-z11），位於星系間介質大部分被物質化的區域，哈勃可以在現在向我們揭示它。為了進一步觀察，我們需要一個比哈勃更好的天文臺，對這種探測進行優化。

但最早的恆星應該可以追溯到幾億年前。

各種各樣的長時間曝光運動，比如這裡展示的哈勃極深場(XDF)，已經揭示了宇宙中數千個星系的體積，這些星系只相當於天空的百萬分之一。但是，即使有了哈勃的所有力量，以及所有的引力透鏡效應的放大，仍然有一些星系存在於我們所能看到的之外。

在宇宙微波背景下的某一時刻，在38萬年後，第一個星系，第一批恆星肯定已經形成。

宇宙歷史的示意圖，突出了再電離時代。在恆星或星系形成之前，宇宙充滿了阻擋光線的中性原子。雖然大多數宇宙直到5億5千萬年後才被具象化，但少數幸運的區域大多在更早的時候被具象化。

由於發現的第二遙遠的星系MACS1149-JD1，我們可以理解這個具體的時間。

遙遠的MACS1149-JD1被前景星系團引力透鏡化，即使沒有下一代技術，它也能在高分辨率和多種儀器中成像。

我們看到的MACS1149-JD1是大爆炸後5.3億年的產物，而它內部有一個特殊的特徵：氧。

超新星殘骸(L)和行星星雲(R)都是恆星將其燃燒後的重元素回收到星際介質以及下一代恆星和行星的方式。在超新星、行星星雲或中子星合併以重元素汙染星際介質之前，就需要創造出第一個真正的原始恆星。在這個超遙遠的星系中探測到的氧氣，以及星系的亮度，告訴我們，自從第一批恆星在這個星系中形成以來，已經有大約2.8億年了。

氧氣只能由前幾代恆星產生，這表明這個星系已經很古老了。

宇宙中的第一批恆星和星系將被中性原子(主要是)氫原子包圍，這些中性原子吸收了星光。我們還不能直接觀察到第一次星光，但我們可以觀察到經過一點宇宙演化之後會發生什麼，這樣我們就可以推斷出恆星是什麼時候形成的。最初的恆星僅由氫和氦組成，但產生大量的氧氣，這些氧氣在後來的恆星中出現。

MACS1149-JD1採用微波(ALMA)、紅外(斯皮策)和光學(哈勃)數據聯合成像。

結果表明，在我們的觀測之前，恆星已經存在了近3億年。

我們整個宇宙的歷史在理論上是很清楚的，但只是定性的。正是通過觀測來確認和揭示宇宙過去的各個階段，就像第一批恆星和星系形成時一樣，我們才能真正理解我們的宇宙。大爆炸對我們能看到的任何方向的最遠距離設定了一個基本的限制。

第一批恆星肯定是在大爆炸後不超過2.5億年出現的。

隨著我們對宇宙的探索越來越多，我們可以在太空中看得更遠，這就相當於回到了更遙遠的時間。詹姆斯·韋伯太空望遠鏡將直接把我們帶到我們現在的觀測設備無法比擬的深度。

2021年詹姆斯·韋伯太空望遠鏡將為他們提供第一手圖像。

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