First Light II：发射线消光、第三族恒星与 X 射线双星

我们在红移 $z=15$ 处，为 Renaissance 模拟中的无金属恒星种群和大质量 X 射线双星生成了合成光谱和观测数据。我们扩展了本系列第一篇论文的方法论，通过蒙特卡洛计算，对从模拟中提取的 dusty 且富金属的星际介质和星系周介质中的发射线产生和消光进行了建模。为了捕捉高能光子的影响，我们包含了从硬 X 射线到远红外的所有频率，并具有足够的频率分辨率以分辨发射线和吸收线轮廓。在我们的样本中，按出现频率排序最常见的谱线是 Ly$\alpha$、C IV $\lambda\lambda1548,1551$ 双重线、H-$\alpha$ 以及 Ca II $\lambda\lambda\lambda8498,8542,8662$ 三重线。直接观测无金属恒星种群的最佳场景是两个第三族星系之间的并合。在富金属与无金属恒星种群的并合中，某些特征可以被间接推断。单个第三族星系在 $z = 15$ 处太暗，无法通过光度测量进行观测。Ly$\alpha$ 发射可被 $JWST$ 识别为 $\rm{J_{200w} - J_{277w}}$ 颜色相对于内禀恒星轨迹的增加。利用下一代空间望远镜观测无金属恒星虽然困难，但并非不可能。