W.M. Keck 天文台 NIRC2 涡旋日冕仪性能表征

NIRC2 涡旋日冕仪是 Keck II 上的一台仪器，设计用于在中红外波段 $L^\prime$（3.4-4.1 $\mu$m）和 $M_s$（4.55-4.8 $\mu$m）直接成像系外行星和星周盘。我们分析了三年期间的成像数据及相应的自适应光学遥测、观测条件和其他元数据，以表征该仪器的性能并预测未来观测的探测极限。我们系统地处理了 304 颗独特恒星的 359 次观测图像，使用两种方法减去目标星的残余星光（即日冕点扩散函数）：角差分成像（ADI）和参考星差分成像（RDI）。我们发现，对于数据集的典型视差角（PA）旋转（$\sim$10$^{\circ}$），在角间距小于 0.25$^{\prime\prime}$ 时，RDI 相比 ADI 具有增益。此外，我们发现宿主星的角间距与 ADI 优于 RDI 所需的最小 PA 旋转之间存在幂律关系，幂律指数为 -1.18$\pm$0.08。最后，我们使用随机森林模型先验估计 ADI 和 RDI 后处理探测极限。这些模型已在网站上公开，可解释 ADI 探测极限中 70%-80% 的方差以及 RDI 探测极限中 30%-50% 的方差。在一系列角间距上平均，我们的模型将 ADI 和 RDI 对比度均预测在 2 倍因子以内。这些结果阐明了使用 NIRC2 涡旋日冕仪进行高对比度成像观测的重要因素，有助于改进观测策略，并为未来硬件升级提供参考。