JWST 近红外成像仪与无缝光谱仪——V. 核相位成像与数据分析

核相位成像（KPI）能够实现亚恒星伴星及星周尘埃在经典（瑞利）衍射极限附近及以下的直接探测。我们展示了在仪器调试期间所拍摄 JWST NIRISS 全孔径图像的核相位分析，并将性能与密切相关的 NIRISS 孔径掩模干涉测量（AMI）观测进行比较。为此，我们开发并公开了定制“Kpi3Pipeline”，可从 JWST 图像中提取核相位可观测量。提取的可观测量被保存为新型且通用的核相位 FITS 文件（KPFITS）数据交换格式。此外，我们展示了新近公开且可用的“fouriever”工具包，可用于从 KPI、AMI 和长基线干涉测量观测中搜寻伴星并推导探测极限，同时在模型拟合过程中考虑相关不确定性。在 NIRISS 仪器调试期间观测的四个 KPI 目标中，我们在 CPD-66~562 周围发现了一个低反差（约 1:5）的密近（约 1 $\lambda/D$）伴星候选体，以及在 2MASS~J062802.01-663738.0 相距约 1.5 $\lambda/D$ 处一个新发现的高反差（约 1:170）天体。围绕另外两个目标的 5-$\sigma$ 伴星探测极限在约 200 mas 处达约 6.5 星等，在约 400 mas 处达约 7 星等。将这些极限与 NIRISS AMI 调试观测所得极限比较，我们发现相同观测时间内 KPI 与 AMI 性能相近。由于相较 AMI 具有 5.6 倍更高通量，KPI 有益于观测暗弱目标，并在大于 325 mas 的分离处优于 AMI。在极小分离（<100 mas）及约 250–325 mas 之间，AMI 略优于 KPI，后者受点扩散函数核心及第一艾里环带来的光子噪声增加所累。