在137亿年前宇宙大爆炸之后的几千年，宇宙中包含着炽热、密集的气体和微粒构成的原生汤，但是宇宙快速膨胀，这种原生汤变得密度和温度降低。
然而，这种宇宙原生汤并未完全分散，一些区域的密度会较高。一些密集区域的密度增大是由于引力收缩，开始逐渐形成最早的恒星和星系。这发生于宇宙大爆炸之后大约5亿年。
最早的宇宙星系可能包含着原始巨大恒星，它们的成份仅由氢和氦构成，这些并不是较重的元素。研究人员通过以类星体作为光源观察研究了早期宇宙的10个星系，为了使用类星体作为光源，必须当类星体位于星系之后才能进行观测。
例如：通过观测来自遥远类星体A释放的光线，这些光线朝向地球照射穿过星系B，研究人员能够确定星系中包含的哪些元素吸收了类星体光线，这可以从类星体的光谱图像中分析获得。
一颗巨大球状发光气体恒星通过熔合氢和氦成为较重元素产生能量，当没有更多的能量被萃取，恒星就死亡，并向太空释放灰尘气体云。这些较大的灰尘气体云在一个巨大宇宙周期中，将压缩并循环成为新恒星。
新生形式的恒星具有高含量的较重元素，远超出之前科学家的预期，每一代的恒星形式越来越多的较重元素和金属物质。众所周知，较重元素(尤其是碳和氧)是形成行星和生命的必要条件。
到目前为止，研究人员认为恒星需要数十亿年才能形成，同时，星系拥有大量比氢和氦更重的元素，但是来自尼尔斯-波尔协会的研究显示，对于一些星系它们的形成时间会更短一些。
丹麦哥本哈根大学尼尔斯-波尔协会黑暗宇宙中心的乔安-费恩波教授解释称，我们对早期宇宙的10个星系进行了研究，并分析了这些星系的光谱，我们观测发现这些星系释放的光线需要100-120亿年才能抵达地球。
“我们认为这是一些相对原始、且缺少较重元素，但观测结果令我们惊奇的是一些星系中含有气体，且拥有大量的较重元素。其气体富含程度与太阳系相近。”
这些星系非常遥远，正常情况下人们无法直接进行观测，但目前研究人员使用了一种特殊的方法。哥本哈根大学尼尔斯-波尔协会黑暗宇宙中心珍斯-克里斯蒂安-克罗加格解释，宇宙中存在着叫做类星体的一些奇特天体，类星体是宇宙物质落入活跃的巨大黑洞中，能够喷射星系数千倍强度的光线。
它们就像是宇宙中灯塔释放的光线，从非常遥远的地方也能观看到。他还指出，为了使用类星体作为光源，类星体必须位于所要观测的星系后方。
克罗加格称，早期宇宙形成的婴儿星系历史可追溯至120亿年前，它们的进化速度比预期更快。这意味着在宇宙早期历史，潜在着一些能够孕育生命的行星。我们观测类星体释放的光线，能够看到之前无法观测到的光线，而这些未被观测到的光线正在途经星系前方被一些化学元素所吸收。
通过分析光谱线，我们能够观测到这些元素的存在，通过测量光谱线的强度，可以洞悉所含这些元素的数量大小。
他们不仅发现宇宙非常早期的星系拥有大量的较重元素，而且个别早期星系格外引起研究人员的。暗示着该星系富含着大量的轻重元素，表明在宇宙早期阶段拥有潜在孕育生命形式的行星。
