再电离时期双星对星系与金属富集气体的影响

双星在近邻星系中十分普遍，但在高红移宇宙的模拟中通常未被考虑。包含双星演化效应的恒星种群合成模型会产生更高比例的电离光子相对丰度，这可能显著影响氢再电离时期的周边电离背景，并进一步导致星系气体含量与恒星形成方面的差异。我们使用包含原位多频辐射转移的水动力学宇宙学模拟，评估再电离时期星系中高双星比例对早期星系际介质特征以及 H I 和 He II 电离光子丰度的影响。我们进一步拓展分析以研究富集气体的特征。在比较基于单星假设的标准模拟与包含高双星比例的模拟所得指标时，我们发现双星使得 H I 再电离更早完成且速度加快，同时在模拟吸收光谱中增加了高电离金属（C IV 和 Si IV）的丰度，而降低了低电离态（O I、Si II 和 C II）的丰度。然而，通过对星系与环星系气体的增强光热加热，它们同时降低了低质量星系的恒星形成率，减缓了正在进行的富集过程并抑制了自身的电离背景。这可能造成在 $z\geq5$ 处 He II 再电离过程变慢，并进一步表明在忽略双星恒星演化时星系的自调节可能被低估。