星童头骨是一个真实的、年龄达900岁左右的颅骨，20世纪30年代在墨西哥青铜峡谷附近的一处矿山隧道中被发现。该头骨虽然具备人类头骨的特征，但与正常的人类头骨相比，这块头骨在外形、重量、骨骼硬度和厚度、结构等方面存在众多极不寻常之处。
1930年前后，得克萨斯州埃尔帕索的一位十几岁叫做佩罗的女孩去墨西哥奇瓦瓦东南100英里处的父母的家乡看望族人，发现了颅骨。我们对村庄的位置只知道这一点，现在已经不可能找到它。村庄附近有几个洞穴和旧矿山隧道。人们提醒她不要进去，因为那些地方摇摇欲坠、非常危险。然而，警告十几岁孩子避开神秘事物和潜在危险只会适得其反。她不顾危险，偷偷溜出去探险。
在一处矿山隧道——不是洞穴——里，她发现了两具骷髅。一具骷髅仰卧在地面上，另一具骷髅埋葬在旁边的浅坟里，伸出一只手抓住地面上那一具骷髅的前臂。发现者后来说这只手是“畸形的”，还说骷髅的其他部分同样畸形。她还说，这具骷髅比地面那一具骷髅小。如果颅骨的畸形可以反映体型，不难看出发现者为什么说整个骷髅同样畸形。同样，如果土著妇女的颅骨小于平均水准，可以推测她身高5英尺左右，今天墨西哥成人大体如此。
发现者说星童“更小”，可以合理推测为4英尺左右。发现者想复原两具骷髅，把它们放进篮子，藏在村庄附近的大树上，希望赢得时间考虑怎么处置这么多骨头。一场猛烈的暴风雨袭来，把它们全部卷走了。她出去寻找，只找到两块颅骨和“畸形的”骷髅颚骨。她成功地把骨头从村庄带回美国，余生一直保存在身边。一开始，她给两块颅骨外面涂上清漆，可以有效地防腐。后来，她把骨头放进纸箱，直到1990年她病故时。她临终前不久，才将不寻常的遗产转交给他人。经过了多轮的转手，头骨最后于1999年转交到了神秘现象研究者劳埃德·派（Lloyd Pye）的手上。
劳埃德·派坚定地认为，这块奇异头骨是外星人与地球人混血儿存在的证据，并为组建了星童项目（Starchild Project)专门研究头骨。2000年，加拿大医学博士、皇家外科协会会员特德·罗宾逊医生带领另外10名外科医学专家组成研究小组，对星童头骨进行检测调查，试图确认该头骨的异常特征是否属于某种医学畸变，或者存在某种自然上的解释。
研究小组在对颅骨做了全面的医学检查和测试（包括详细的X光和CT扫描等）之后得出结论：1．颅骨足真实的，各部分浑然一体；不是拼凑而成或运用其他欺骗手段制造；许多生理结构有异于标准人类颅骨。2．颅骨始终对称，厚度始终一致，不符合人类畸形头骨不对称、厚度不一的典型特征，不符合记录在册的医学病史上的任何一种病变样本。
2003年，加州大学戴维斯分校的基因痕迹室分别对星童头骨线粒体DNA（存在于线粒体中，只包含来自母本的DNA）和核DNA（存在于细胞核中，同时包含来自母本和父本的DNA）进行初步抽样检测，对线粒体DNA的检测结果没有发现其存在和正常人类DNA相异之处，故初步确认星童母亲是人类；对核DNA的检测结果显示，其父亲的DNA无法确定，极有可能不属于人类。
2004年6月，在佛罗里达州实验室做的碳14年代测定实验显示，该头骨的主人大约死于900年前，上下误差不超过40年。2011年，星童项目对该头骨的线粒体DNA进行进一步的复原检测，发现其和人类DNA存在部分相异之处（2003年进行的初步检测因引物样本过小没有发现相异之处），证实头骨的线粒体DNA是根本不同于人类的DNA（表明其母亲并非人类）。所有人类之间线粒体DNA最大的差异数量是120，而星章头骨的数值为800-1000之间。这只是一个不完全的结果，但它足以证明：头骨的线粒体DNA不属于人类。目前星童项目正在进行集资用于完整的头骨基因图谱测序，或许再过不久，震惊世界的消息将会传来，让我们翘首期待。
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