核相探测极限：假设检验与 JWST NIRISS 全孔径图像实例

詹姆斯·韦伯空间望远镜将在近红外波段通过 NIRISS 的掩模干涉测量以及 NIRCam 与 MIRI 的日冕成像提供高角分辨率观测能力。全孔径基于核相的干涉测量是对这些观测模式的补充，可在保持望远镜通量的同时探测小角距处的伴星。我们的目标是通过假设检验理论，推导 JWST NIRISS 全孔径观测核相分析的理论与实测对比度探测极限，并应用于该仪器对暗弱棕矮星的观测，但此处引入的工具与方法适用于广泛情境。我们从抗像差核相构造了一组统计独立的观测量。基于这些观测量设计并分析了三种探测检验，均保证在小相位像差下恒定的虚警率。其中一种检验——似然比或奈曼-皮尔逊检验——给出了任意探测检验的理论性能界。此处考虑的实测探测方法相较理论界仅表现出边际功效损失。原则上，对于虚警概率设为 1% 的检验，在 14.1 等星周围 200 毫角秒角距处对比度可达 10^3 的伴星可被探测。若无显著波前漂移，JWST NIRISS 最终可实现 200 毫角秒角距处高达 10^4 的对比度。所提探测方法接近终极界，并对双星误探概率以及 JWST NIRISS 可探测双星的估计参数误差棒提供保证。该方法不仅适用于 JWST NIRISS，也适用于任何具有足够采样的成像系统。