利用 JWST 逐像素寻找第三星族的路径

识别第一代无金属恒星（即第三星族，Pop~III）仍然是现代观测天文学的首要目标。尽管 JWST 在 $z > 10$ 处发现了大量紫外明亮的星系，但区分原初恒星族群与早期富金属系统是一项重大挑战。我们提出了一个端到端框架，该框架将来自 Yggdrasil 原初模型的物理驱动正向建模与基于模拟的推断（SBI）相结合，以测试类 JWST 观测中 Pop~III 的可探测性，从孤立源到与富集（Pop~II）宿主交叠的真实情况。我们的分析涵盖了多种 Pop~III 初始质量函数（IMF）假设、星云配置和 Lyman-$\alpha$ 透射场景，同时模拟了 JWST 高级深空河外巡天（JADES）的噪声特性和滤光片覆盖范围。我们发现，未分辨或积分分析受到宿主星系污染的强烈限制，而空间分辨的、基于像素的模型比较则大幅提高了可恢复性。在我们的分辨实验中，对于位于离中心较大投影间距、几乎淬灭宿主中的年轻且大质量 Pop~III 团块，可探测性最高，在有利配置下恢复率可达 $\sim 90\%$，而较老且位于中心嵌入的团块很少被恢复。将该框架应用于文献候选源得出了空间分异行为：一个致密的蓝色伴星更倾向于用类 Pop~III 模型描述，而宿主则更好地由基准 Pop~I/II 模型解释。我们的流程为未来搜寻提供了实用标准，并推动了在 JWST 数据中识别原初恒星族群的成像优先、光谱辅助策略。