Performance of near-infrared high-contrast imaging methods with JWST from commissioning
Notice bibliographique
Résumé
The James Webb Space Telescope (JWST) will revolutionize the field of high-contrast imaging and enable both the direct detection of Saturn-mass planets and the characterization of substellar companions in the mid-infrared. While JWST will feature unprecedented sensitivity, angular resolution will be the key factor when competing with ground-based telescopes. Here, we aim to characterize the performance of several extreme angular resolution imaging techniques available with JWST in the 3–5 µm regime based on data taken during the instrument commissioning. Firstly, we introduce custom tools to simulate, reduce, and analyze JWST NIRCam and MIRI coronagraphy data and use these tools to extract companion detection limits from on-sky NIRCam round and bar mask coronagraphy observations. Secondly, we present on-sky JWST NIRISS aperture masking interferometry (AMI) and kernel phase imaging (KPI) observations from which we extract companion detection limits using the publicly available fouriever tool. Scaled to a total integration time of one hour and a target of the brightness of AB Dor (W1 ≈ 4.4 mag, W2 ≈ 3.9 mag), we find that NIRISS AMI and KPI reach contrasts of ∼ 7–8 mag at ∼ 70 mas and ∼ 9 mag at ∼ 200 mas. Beyond ∼ 250 mas, NIRCam coronagraphy reaches deeper contrasts of ∼ 13 mag at ∼ 500 mas and ∼ 15 mag at ∼ 2 arcsec. While the bar mask performs ∼ 1 mag better than the round mask at small angular separations ≲ 0.75 arcsec, it is the other way around at large angular separations ≳ 1.5 arcsec. Moreover, the round mask gives access to the full 360 deg field-of-view which is beneficial for the search of new companions. We conclude that already during the instrument commissioning, JWST high-contrast imaging in the L- and M-bands performs close to its predicted limits and is a factor of ∼ 10 times better at large separations than the best ground-based instruments operating at similar wavelengths despite its < 2 times smaller collecting area.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».