起初，有光——大爆炸的灿烂光芒穿透了质子、中子和电子的海洋。但是，随着宇宙的膨胀和冷却，电子与质子结合，形成了中性氢原子，并且随着宇宙进一步冷却，光线变得昏暗。然而，最终，某种东西将电子从质子上撕裂，从而使宇宙重新电离。自那以后，空间一直处于电离状态——正离子和电子的等离子体。现在，即将发表的一篇论文提出了一个令人惊讶的原因：从星系诞生地抛出的逃逸恒星。
“再电离是宇宙历史上主要的灾难性事件之一，”加州大学圣克鲁兹分校的天文学家查理·康罗伊说。然而，由于再电离发生在很久以前，即使是最强大的望远镜也难以探测这个遥远的时代。对最遥远的类星体以及大爆炸余辉的观测表明，再电离发生在红移 6 到 12 之间，这是一个天文距离的度量，对应于宇宙只有 3.8 亿到 9.6 亿年的时期。但是，究竟是什么导致了这场伟大的转变仍然是一个谜。
罪魁祸首一定是某种炽热的东西，因为只有炽热的物体才会发出极紫外光，其波长小于 912 埃或 91.2 纳米（一纳米是十亿分之一米），其光子能量如此之高，以至于可以将电子从质子上剥离。类星体曾经似乎是一个合理的选择，因为它们炽热明亮并且存在于很久以前。但是天文学家未能找到足够多遥远距离的类星体来完成这项工作。
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因此，焦点转向了炽热的恒星。问题是，这些恒星可能生活在充满中性氢气的星系中——中性氢气会吸收极紫外光。
“在当今星系中产生的电离光子中，只有大约百分之一的光子实际上离开了星系，”康罗伊说。“这些电离光子在星系中被浪费了。”
现在，在即将于 8 月 20 日出版的《天体物理学杂志》上发表的工作中，康罗伊和哈佛-史密森天体物理中心的凯特琳·克拉特提出了解决这个难题的方案。他们说，炽热的恒星逃逸者——从它们的育儿所射出的恒星——可能使早期宇宙再电离。
质量最大的恒星——超过太阳质量的 16 倍——非常炽热，以至于天文学家将其归类为 O 型光谱。这些 O 型恒星发出蓝光，并且大部分辐射都在紫外波长下发射，然后在出生后仅仅几百万年就爆炸。在我们自己的星系银河系中，大约 30% 的恒星是逃逸恒星。一个肉眼可见的著名例子是 Mu Columbae 星，它正在逃离猎户座的诞生地，现在位于另一个星座中。
当一颗围绕另一颗恒星运行的恒星爆炸时，逃逸恒星可以逃脱，以高速释放其伴侣。逃逸者也出现在星团中，星团中恒星之间的引力相互作用会将一些成员抛离出去。
我们的星系非常巨大，其盘面横跨超过 100,000 光年，逃逸的 O 型恒星在其短暂的生命中不会逃脱。然而，在早期宇宙中，星系要小得多。在再电离时期，它们可能只有几百光年宽。“如果一颗恒星以高速运行，它实际上可以离开母星系，”克拉特说。然后，恒星的极紫外光照射到星系之外的空间。结果，康罗伊说，“这些恒星可能是宇宙再电离中非常重要的角色。”
加州大学河滨分校的布莱恩·西纳说：“逃逸恒星可以为电离辐射做出重大贡献，这似乎是一个可行的假设。”“但问题是：它们是主导因素吗？” 西纳说，超新星爆炸可能在第一个星系的气体中打出孔洞，产生类似瑞士奶酪的结构，从而使炽热恒星的极紫外辐射从星系中渗出，从而避免了对逃逸恒星的需求。
康罗伊和克拉特提出了一个测试他们想法的方法。天文学家看不到与再电离时期对应的遥远距离的单个恒星。但是，如果炽热的恒星逃离了第一个星系，那么星系本身在发射紫外光的波长处看起来应该比在较长波长处更大，因为炽热的、紫外线明亮的逃逸恒星已经逃离了它们的家园。即使是哈勃太空望远镜，看到如此遥远的星系也是一项艰巨的任务，但是康罗伊和克拉特说，计划在未来建造的 30 米地面望远镜应该能够找到它们，从而为宇宙的远古变迁提供新的线索。