宇宙中最早露麵的一批恒星質量極大，而且極為明亮，它們改變了宇宙曆史的進程。
宇宙在其早期的很長一段時間中是個平淡無奇、一團漆黑的世界。宇宙中最早的一批恒星大概在大爆炸之後1億年左右才粉墨登場，又過了將近10億年後星係才開始在宇宙中到處湧現，數以十萬計的星係在閃閃發光。
對早期宇宙的研究所遇到的障礙之一是無法對它進行直接觀測。為此，科學家把望遠鏡指向了遙遠的星係和類星體。由於這些星係和類星體的光是幾十億年前發出的，因此科學家得以通過觀測它們而了解宇宙的很大一部分曆史。每個天體的年齡可以根據它所發出的紅移量來確定，此紅移顯示了自光發出以後宇宙膨脹了多少。至今觀測的最老的星係和類星體，其誕生時期大致在大爆炸以後10億年（假定宇宙現今的年齡為120億到140億年）。為了觀測比誕生時期更早、更遙遠的天體，研究人員需要性能更好的望遠鏡。
不過宇宙學家可以根據宇宙微波背景輻射資料來推斷早期宇宙的狀況（宇宙微波背景輻射是大爆炸之後約40萬年的時間裏發射出來的）。這種輻射的分布相當均勻，表明當時物質的分布極為平滑。由於不存在大尺度發光天體來擾亂宇宙的“原始湯”，因此它必定在此後數百萬年的時間裏一直保持這種平滑而無特征的狀態。隨著宇宙的不斷膨脹，微波背景輻射逐漸紅移到越來越長的波長上，而宇宙卻變得越來越冷，越來越暗。天文學家並沒有直接觀測到這一黑暗時期。但是在大爆炸之後10億年左右，一些明亮的星係和類星體已經出現，因此最早的恒星必定形成於它們之前。
那麼，這些在宇宙中最先亮相的發光天體是何時登場，又是怎麼形成的呢？
根據宇宙學模型，第一批能夠形成恒星的小係統應該在大爆炸之後約1億到2.5億年間悄然露麵。這些原星係的質量在10萬到100萬太陽質量之間，直徑約30到100光年。
現今的分子氣體雲，它們所形成的恒星是在相當複雜的環境中誕生的，通常在一個小尺度絲狀網的結點處形成，然後由於引力的作用而開始收縮。氣體雲受到壓縮後變熱，溫度上升到1000K（開氏度）以上。在這種稠密的熾熱氣體中，部分氫原子將結合成對，從而形成痕量的氫分子。接著這些氫分子在與氫原子碰撞後發出紅外輻射，使氣體雲中密度最大的區域開始冷卻。這些區域的溫度將降到200～300K，它們的氣體壓力也隨之降低，從而使它們能夠收縮成一些靠引力結合在一起的團塊。
逐漸冷卻的氫聚集成一種扁平的旋轉結構，呈團塊和絲狀的特征，或許有點兒像個圓盤。而構成暗物質的粒子由於既不發出輻射也不喪失能量，因此仍舊散布在整個原始雲之中。這樣，恒星形成係統就開始呈現出一個微型星係的模樣來了，有一個由常物質構成的盤和一個由暗物質構成的暈圈。在盤的內部，密度最大的氣體團塊將繼續收縮，其中一部分最終將發生猛烈的加速坍縮而變成恒星。
如果按照將近1000倍的比例來放大，我們就可以估計出最初的恒星形成團塊其質量應為500～1000倍的太陽質量。
當一顆大質量恒星形成時，它將向外發出強烈的輻射與物質流。此類恒星的表麵溫度為10萬K左右，相當於太陽表麵溫度的17倍之多。因此，宇宙中最初的星光主要是極熱恒星發出的紫外輻射。在這些恒星形成之後不久，紫外輻射便開始加熱它們周圍的中性氫與中性氦的氣體並使其電離。
一旦最初形成的恒星開始發光，每個恒星周圍就會出現一個不斷增大的電離氣體泡。光明也就降臨了。
研究人員希望在未來的幾年中進一步掌握有關宇宙在最小尺度上形成結構的早期階段的更多情況。由於最初的恒星十有八九可能是質量極大，而且極為明亮。因此最新型望遠鏡之類的儀器有可能探測到這些古老天體的部分成員。到那時，天文學家或許能夠直接觀測到一個黯黑而平淡無奇的宇宙是如何演變成今天帶給我們光明和生命的絢麗多彩的燦爛天體的。