在137億年前宇宙大爆炸之後的幾千年，宇宙中包含着熾熱、密集的氣體和微粒構成的原生湯，但是宇宙快速膨脹，這種原生湯變得密度和溫度降低。然而，這種宇宙原生湯並未完全分散，一些區域的密度會較高。一些密集區域的密度增大是由於引力收縮，開始逐漸形成最早的恆星和星系。
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這發生於宇宙大爆炸之後大約5億年。最早的宇宙星系可能包含着原始巨大恆星，它們的成份僅由氫和氦構成，這些並不是較重的元素。研究人員通過以類星體作爲光源觀察研究了早期宇宙的10個星系，爲了使用類星體作爲光源，必須當類星體位於星系之後才能進行觀測。
例如：通過觀測來自遙遠類星體A釋放的光線，這些光線朝向地球照射穿過星系B，研究人員能夠確定星系中包含的哪些元素吸收了類星體光線，這可以從類星體的光譜圖像中分析獲得。一顆巨大球狀發光氣體恆星通過熔合氫和氦成爲較重元素產生能量，當沒有更多的能量被萃取，恆星就死亡，並向太空釋放灰塵氣體雲。這些較大的灰塵氣體雲在一個巨大宇宙週期中，將壓縮並循環成爲新恆星。
新生形式的恆星具有高含量的較重元素，遠超出之前科學家的預期，每一代的恆星形式越來越多的較重元素和金屬物質。衆所周知，較重元素(尤其是碳和氧)是形成行星和生命的必要條件。這是研究人員通過北歐光學望遠鏡觀測到的類星體，當從圖像中將類星體光線移除，就呈現出遙遠的星系。
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他們發現非常早期宇宙的星系中含有令人驚奇的大量較重元素。到目前爲止，研究人員認爲恆星需要數十億年才能形成，同時，星系擁有大量比氫和氦更重的元素，但是來自尼爾斯-波爾協會的最新研究顯示，對於一些星系它們的形成時間會更短一些。
丹麥哥本哈根大學尼爾斯-波爾協會黑暗宇宙中心的喬安-費恩波教授解釋稱，我們對早期宇宙的10個星系進行了研究，並分析了這些星系的光譜，我們觀測發現這些星系釋放的光線需要100-120億年才能抵達地球。我們認爲這是一些相對原始、且缺少較重元素，但觀測結果令我們驚奇的是一些星系中含有氣體，且擁有大量的較重元素。
其氣體富含程度與太陽系相近。這些星系非常遙遠，正常情況下人們無法直接進行觀測，但目前研究人員使用了一種特殊的方法。哥本哈根大學尼爾斯-波爾協會黑暗宇宙中心珍斯-克里斯蒂安-克羅加格解釋，宇宙中存在着叫做類星體的一些奇特天體，類星體是宇宙物質落入活躍的巨大黑洞中，能夠噴射星系數千倍強度的光線。
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它們就像是宇宙中燈塔釋放的光線，從非常遙遠的地方也能觀看到。他還指出，爲了使用類星體作爲光源，類星體必須位於所要觀測的星系後方。克羅加格稱，早期宇宙形成的嬰兒星系歷史可追溯至120億年前，它們的進化速度比預期更快。這意味着在宇宙早期歷史，潛在着一些能夠孕育生命的行星。
我們觀測類星體釋放的光線，能夠看到之前無法觀測到的光線，而這些未被觀測到的光線正在途經星系前方被一些化學元素所吸收。通過分析光譜線，我們能夠觀測到這些元素的存在，通過測量光譜線的強度，可以洞悉所含這些元素的數量大小。他們不僅發現宇宙非常早期的星系擁有大量的較重元素，而且個別早期星系格外引起研究人員的關注。暗示着該星系富含着大量的輕重元素，表明在宇宙早期階段擁有潛在孕育生命形式的行星。
