M31HotISMHot ISM in M31's Circumgalactic Medium
研究草稿 · build 2026-09-10

M31HotISM · research draft

M31HotISM 研究进展

一句话论断

我们赌：用变 W1 椭圆环 × 物理掩模 × 方位角的三层空间分解（epa-hierarchy），把 M31 盘上 0.6–0.8 keV 辐射拆成恒星本底、SF 反馈气体、弥散热晕三个正交可测的成分，能把"这团 0.7 keV 气体到底是什么"从一个定性猜测变成一条可检验的径向曲线。

状态板

  • 现在到哪一步：S02（EPIC 提取验证）已完成规模化提取（run6-product-inventory）；9 点 8′ 环 SrcApec 剖面已出（8arcmin-profile-regions, srcapec-9pt-profile）；理论预期预言曲线已算出并与观测叠图（theo-exp-obs-vs-predicted-profile）。
  • 正卡在什么：观测剖面本身无法区分"存在银河系恒星前景底"和"无底、恒星本底随半径缓降"两种解释（theo-exp-linear-floor-fit vs theo-exp-powerlaw-nofloor-fit）；用于裁决的晕场联合拟合（E033）仍在跑，自由温度分支的置信区间尚未出（e033-joint-branchC）。
  • 下一个决策点：E033 跑完后，是否采用"无固定前景底"的解释并把线性拟合的常数项从叙事中移除；见〈需要你拍板〉。
  • 在等谁：等 Codex 后台作业（E033 联合分支 C 的 conf() 扫描）跑完；无需人工干预即可继续。

Why it matters

如果晕场证实没有 Ponti 尺度的银河系前景底，那么盘上内区（a<52′）"观测比恒星预言暗 30–60%"就不是前景污染，而是恒星本底预言本身需要修正（M/L、活动性年龄依赖）；外区（a>64′）"观测比恒星预言亮 20–140%"则仍需要一个额外成分——但那个成分的温度（kT≈0.77，见 e033-joint-branchC）不是教科书式的 0.7 keV，值得单独讨论是否为 M31 自身内晕。答错的代价：把一个恒星本底的系统误差误判为晕气体探测，或反过来把真实的晕信号错当成前景扣掉。

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Background

Δ since last read（按时间倒序，最多 5 条）

  1. 2026-09-10：理论预期预言曲线首次算出并与 9 点观测剖面叠图（theo-exp-obs-vs-predicted-profile），见〈理论预期〉一节。
  2. 2026-09-09：晕场联合再拟合（E033）派给 Codex，读取 M31CGM 22 个场，验证是否需要固定 0.7 keV 前景（e033-joint-branchB）。
  3. 2026-09-09：9 点非重叠 8′ 环 SrcApec 剖面完成并公开发布（srcapec-9pt-profile）。
  4. 2026-08-30：run6 规模化提取完成，490 套完整八文件产品跨 252 个 ObsID-区域组合（run6-product-inventory）。
  5. 2026-06-25：用户给出完整区域设计规格，项目从"逐区域拟合 0.7 keV"转向"设计能分离三种物理起源的区域系统"。

你已经知道的（不重复展开）

你熟悉 X 光谱统计、APEC/XSPEC 拟合、多温分解的一般方法论；本节只标出这个项目特有的 gap，不解释软质子、APEC 模型这类通用背景。

Gap

M31Center 最早的 RGS 探测（kT=0.74, O=1.93, Fe=0.89，m31center-rgs-detection）留下两个悬而未决的问题：(1) 用的是 wilm 丰度表，本项目后续所有拟合改用 angr，两者的 O/Fe 不可直接比较（o-abundance-angr-vs-wilm）；(2) 无法排除这是 O-norm 简并的假象而非真实的第二热成分（07kev-physical-reality）。E×P×A 空间分解框架（epa-hierarchy）的提出，正是为了不再依赖单点谱拟合的简并判断，而是用"这个成分是否随 M*/Σ_SFR/R_proj 变化"这一空间判据去交叉验证。这是本 draft 后续所有理论预期讨论的出发点：我们不是在问"0.7 keV 拟合得好不好"，而是在问"0.7 keV 的径向轮廓像哪一种已知物理"。

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Approach & key assumptions

空间分解框架（已落地部分）

生产提取只用了 E 层：变 W1 等照度椭圆环（variable-w1-geometry），MOS-only（PN 因边角统计/OOT 污染暂弃用），no_background 拓扑联合拟合每个环的全部 ObsID 谱。P（物理掩模：核球/旋臂/环带/臂间）与 A（方位角细分）两层设计已完成但尚未用于当前提取——这是把"空间判据"落地为"方位角/物理块对比"的下一步，见〈下一步〉。

谱模型契约

每个环：LB（本星系群前景，kT=0.1 固定）+ MWhalo（kT 自由 0.10–0.35, Z=0.3，银河系晕+可能的 M31 内晕叠加）+ CXB 幂律（Γ 固定）+ 仪器线 + soft-proton 连续谱 + SrcApec（kT 自由 0.5–1.0，Z=1 angr，本 draft 讨论的核心成分）——完整模型契约见 srcapec-fit-model-contract。丰度统一 angr；o-abundance-angr-vs-wilm 记录了与 M31Center 原始探测（wilm）的口径差异。

关键假设（可证伪，逐条列出）

  1. 单温恒星本底：SrcApec 是单一 APEC，而真实冕星是多温谱。可证伪：跑 2T 恒星模板，看 χ² 是否显著改善、kT 的径向趋势是否消失。
  2. 条件误差：9 点剖面的误差棒是固定核咎参数的条件 Δχ²=1，在 O-norm 简并下可能低估。可证伪：对盘剖面重跑 conf()（E033 已对晕场这样做）。
  3. W1→M*、W4→SFR 的全局换算常数：M/L_W1=0.6、总 SFR=0.3 M☉/yr 是采用而非测量的值（theo-exp-assumptions）。可证伪：独立 SED/颜色定 M/L，独立 FUV+24μm 定 SFR 图。
  4. 晕场可作为银河系前景代理：080073 晕场（m31cgm-080073-halo-field-radii）并非纯远场对照，本身可能含 M31 内晕。可证伪：E033 分支 C 的 kT 若稳定收敛到 ~0.77 而非贴边界，则更像真实弥散成分而非系统误差。

理论预期部分的完整推导（每个换算公式、每个符号的物理意义与单位）见下一节和 [[I020_theoretical_expectation_0p2_0p7kev_budget]]；此处只给出假设清单,不重复推导.

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理论预期：0.7 keV（及 0.2 keV）辐射的三种来源，各贡献多少

完整推导、每个假设的可证伪判据见 [[I020_theoretical_expectation_0p2_0p7kev_budget]]；本节只给可审查的最短路径。

我们在问什么

SrcApec 是一个模型标签,不预设物理起源（见 glossary）。三个候选起源——恒星本底（追踪 M*）、SF 反馈热 ISM（追踪 Σ_SFR）、弥散 M31 晕/银河系前景——各自有独立的经验标定关系。我们把每个候选关系代入同一批环的 WISE 光度，算出"如果 0.7 keV 全部来自这个起源，应该有多亮"，再和观测叠图。

定义 + 怎么测 + 为什么合理（三件套）

恒星本底预言：

精确：定义 L_X/M*（ponti2026-lxm：银河系西半天球，固定 kT=0.7 Z=Z☉ APEC，1.05e28 erg/s/M☉，0.1–10 keV，含全部恒星；去掉可分辨亮源后 6.9e27）。怎么测：W1 DN → WISE Vega 星等 → 绝对星等 → L_W1 → 乘 M/L_W1=0.6（theo-exp-assumptions）得 Σ_*；乘以 L_X/M* 再除以 4πD² 转回面亮度。为什么合理：W1（wise-band-wavelengths）直接追踪演化晚期低质量恒星光度，正是 Ponti 关系标定的同一批恒星（M/K 矮星 + FGK），不是借用一个不相关的可见光 M/L。

SF 反馈热气体预言：

精确：L_X(0.5–2 keV)/SFR=7.3e38 erg/s per M☉/yr（mineo2012b-lxsfr，星暴星系热 ISM 关系）。怎么测：W4（wise-band-wavelengths）逐环流量份额 × 假定 M31 总 SFR=0.3 M☉/yr（theo-exp-assumptions）得 Σ_SFR，代入关系式。为什么合理：W4 是标准的尘埃加热/SFR 面亮度代理；但需要一个全局 SFR 归一化，这是本预言里最弱的一环（未独立验证）。

结果：叠图与比值

观测 0.7 keV 剖面 vs 理论预期

从这张图应该看出什么：左图，黑点是观测 SrcApec 面亮度；红色是恒星本底预言（实线=含亮源，虚点=去亮源）；蓝色三角是 SF 反馈预言。右图是观测/恒星预言（总）之比。观测/恒星预言比值从 a=20′ 处的 0.38 单调升到 a=92′ 处的 2.36，在 a=52–68′ 之间穿过 1（theo-exp-obs-vs-predicted-profile）；SF 反馈预言在 a>64′（W4→0 处）比观测暗 2–3 个量级，且在 W4 真正达峰的 a=40–56′ 处观测剖面没有对应的凸起——这是"SF 热气体贡献很小"的直接空间证据,不依赖单点谱拟合.

两个函数形式对观测剖面拟合效果相当（线性+常数 theo-exp-linear-floor-fit χ²/dof=51.8/7；纯幂律无常数 theo-exp-powerlaw-nofloor-fit χ²/dof=24.3/7）——仅凭盘上数据无法判断是否存在一个恒定的银河系前景底。

用晕场裁决前景假设

这正是把 [[E033_m31cgm_halo_fields_srcapec_07kev_refit]] 派给 Codex 的原因：如果前景底真实存在，晕场（远离盘、恒星本底可忽略）应该测到同样大小的 SrcApec.norm。初步结果（任务仍在跑，未最终定稿）：固定温度联合 14 场置信上限为 e033-joint-branchB。这比线性拟合暗示的底低约 5 倍。也比按 Ponti 关系换算的银河系前景预言低近一个量级：mw-foreground-lxm-projection。单场逐一检验同样支持这一点：e033-individual-branchB。这支持你最初的判断：晕场不需要固定 0.7 keV 的前景成分，线性拟合里的“底”更可能是恒星本底关系本身随半径的系统偏差，而非独立前景。

但放开温度后，同一晕场联合拟合出显著改善：e033-joint-branchC。其最佳温度落在盘上 SrcApec 自己的 kT 范围内，置信区间和逐场收敛质量还未算完。这可能是真实的、温度不等于教科书 0.7 keV 的弥散成分——080073 晕场本身覆盖一段有限的投影半径（m31cgm-080073-halo-field-radii），并非排除 M31 气体的纯前景场。也可能是软质子/MWhalo 简并的假象：半数以上场次的自由温度贴在先验边界上。这是当前唯一悬而未决、需要下一轮结果裁决的问题。

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Results so far

结果 置信度 last_verified
E×P×A 框架 + 变 W1 几何 ✅ validated 2026-07-10 (variable-w1-geometry)
run6 规模化提取：490 套完整产品/252 组合 ✅ validated 2026-08-30 (run6-product-inventory)
9 点 8′ 环 SrcApec 剖面 ✅ validated 2026-09-09 (srcapec-9pt-profile)
理论预期叠图：观测/恒星预言比 0.38→2.36 🟡 active 2026-09-10 (theo-exp-obs-vs-predicted-profile)
SF 反馈热气体在 0.7 keV 剖面里基本缺席 🟡 active 2026-09-10（见〈理论预期〉图说明）
晕场固定 kT=0.7 前景：90% 上限，个体场 20/20 与零一致 🟡 active（战役未最终定稿） 2026-09-09 (e033-joint-branchB, e033-individual-branchB)
晕场放开 kT：显著改善但置信区间未出 🟠 proposed 2026-09-10 (e033-joint-branchC)

读法：前三行是本项目的地基,不会因为理论预期讨论而改变.中间两行是本次理论预期分析的直接产出——它们把"0.7 keV 起源"从三选一的定性猜测,变成了"恒星本底解释内区暗 30-60%、外区亮 20-140%,SF 反馈在整个剖面基本不贡献"的定量陈述.最后两行是裁决前景假设所需的独立检验,其中放开温度的结果目前最有新意,也最不确定——它可能是本项目至今为止最接近"真实弥散成分"的信号,但同样可能是简并假象,不应在置信区间和逐场诊断做完之前采信.

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Roads not taken

  • 每个环独立拟合 kT 和 Σ_*/Σ_SFR 的联合回归（per-spectrum joint decomposition）：曾尝试用 316 条谱直接联合拟合 Aold·Σ_W1 + Ayoung·Σ_W4dust + C，因为这比"先分环拟合、再事后回归 9 个点"统计上更干净。但设计矩阵条件数达 378（W4dust 在所选窗口内几乎空间常数），且该战役（2026-09-07 run2）三个模式都未跑完就中止，没有任何可信结果（old-young-template-run2-abandoned）。当前改用更简单但已完成的"先拟合剖面、再回归 9 点"路径。
  • 把 M31CGM v18 的 22-场联合拟合当作前景基线：v18 给出 MWhothalo=(7.4±1.1)e-8（m31cgm-v18-mwhothalo），量级和本 draft 早期的线性拟合底吻合,一度被当作交叉验证.但 v18 本身是 Provisional（χ²/dof=1.70，N_H 全场固定 0.03），不满足独立验证的门槛,所以改为专门发起 E033,用与盘完全相同的模型、逐场 HI4PI N_H 重新测量,而不是复用 v18 数字.
  • 单温 SrcApec 假设未受挑战前直接采信 kT 径向趋势：核球 kT=0.90 到外盘 kT=0.72 的下降本身就是有趣的信号,但在跑 2T 恒星模板之前,不排除是单温近似对真实多温冕星谱的系统性拟合伪影,故〈理论预期〉一节未把它当作独立证据使用.
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Open questions / risks

  1. E033 分支 C 的置信区间：kT=0.773 的改善是否稳健,还是软质子/MWhalo 简并的假象?（e033-joint-branchC，半数以上场次 kT 贴 [0.5,1.0] 边界，是当前最大的风险信号。）
  2. 前景底是否真的不存在：若 E033 最终确认,线性拟合的常数项（theo-exp-linear-floor-fit）该被撤回,内区"暗 30–60%"的解释需要转向 M/L_W1 或恒星活动性年龄依赖,而不是前景污染.
  3. M/L_W1 和总 SFR 归一化未独立验证（theo-exp-assumptions）：两者任意一个改变 20–30%,都会平移整条恒星/SF 预言曲线,进而移动 a=52–68′ 这个"交叉点"的位置.
  4. 单温假设：是否需要 2T 恒星模板才能诚实评估恒星本底的贡献量级（见〈未走的路〉最后一条）.
  5. 条件误差 vs 轮廓似然：9 点剖面的误差棒可能因 O-norm 简并而低估,理论预期比值的置信区间目前无法严格给出,只能给点估计.
  6. O 丰度口径（o-abundance-angr-vs-wilm）：本 draft 全部用 angr,与 M31Center 最早 RGS 探测（wilm）的数值不可直接比较,原始 0.7 keV 探测是否真实（07kev-physical-reality）仍未被本 draft 的分析回答.
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Decisions I need from you

  1. E033 分支 C 一旦置信区间跑完：如果显著（norm 90% 下限 > 0）且 kT 不贴边界收敛，是否同意把它写成"疑似真实的、非教科书温度的弥散成分",并作为 S04 三成分分解的正式起点?还是继续要求更多独立检验（例如方位角一致性）才采信?
  2. M/L_W1 与总 SFR 归一化：是否已有独立测量（颜色梯度定 M/L、FUV+24μm 定 SFR 图）可以直接替换本 draft 的假定值,还是先接受当前假定值,把它们列为系统误差?
  3. 是否现在就跑 2T 恒星模板：这会显著增加下一轮拟合的计算量,值不值得在 E033 结果明朗之前投入?
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Next steps

  1. 等 E033 联合分支 C 的 conf() 跑完,更新 [[I020_theoretical_expectation_0p2_0p7kev_budget]] 与本 draft 的〈理论预期〉结论.
  2. 用 run6 现有产品做方位角一致性检验：恒星起源预言同一 a 环沿方位角基本不变,SF/吸收会打破它——这是最便宜、最直接的第二独立检验.
  3. 对盘剖面重跑 conf() 轮廓似然误差,替换当前的条件 Δχ²=1,再重新评估图中比值的显著性.
REFERENCE

术语账本

每个术语：先给一句直觉，再给可审查的精确定义。narrative 正文第一次出现术语时可只挂链接到此表；这里没有的术语，正文必须内联定义。

SrcApec

精确定义：Sherpa/XSPEC 中一个 XSapec 组件，代表沿视线方向除银河系 MWhalo/LB/CXB 之外的剩余热成分；本项目里 kT 通常自由（0.5–1.0 keV 先验），丰度固定 Z=1（angr）。它不预设物理起源——"SrcApec"只是模型标签，是否等于 M31 CGM、恒星本底残余，还是银河系前景，是待检验的问题，不是定义的一部分。

MWhalo / MWhothalo

精确定义：MWhalo：kT 自由 0.10–0.35 keV，Z=0.3，代表银河系 CGM + 可能的 M31 内晕沿视线叠加（不是纯银河系的干净测量，见 M31CGM 的 [[I006_m31_mw_line_of_sight_degeneracy]]）。MWhothalo：kT 固定 0.7 keV 的历史命名，在当前 M31HotISM 拟合契约里通常 norm=0 冻结，其角色由自由丰度、自由 kT 的 SrcApec 承担。

angr / wilm 丰度表

精确定义：XSPEC 内置的太阳丰度参考表。angr=Anders & Grevesse (1989)，wilm=Wilms, Allen & McCray (2000)（星际气体相丰度，O/Fe 比 angr 低）。本 draft 引用的所有 disk/halo APEC 拟合统一用 angr；M31Center 最早的 RGS 探测（kT=0.74, O=1.93, Fe=0.89）用的是 wilm——两者的 O/Fe 数值不可直接比较，这是 [[o-abundance-angr-vs-wilm]] 存疑的原因。

norm 的天区面积（skyarea）约定

精确定义：xsherpa 的 Fitter 从每个数据集的 BACKSCAL 头信息推导天区面积（arcmin²，Python float），用 scale_skyarea() 把天空模型乘以该面积后再与探测器响应卷积——绝不用 Sherpa 的 Const1D（那是"积分模型"，会多算一次能量 bin 宽度，导致归一化系统性错误达 200×，见项目历史 bug）。这保证不同环、不同 ObsID 的 norm 直接可比，是"每 arcmin²"的密度，不是总流量。

条件误差（conditional Δχ²=1） vs 轮廓似然（profile likelihood, conf()）

精确定义：本 draft 引用的 9 点 disk 剖面误差是条件 Δχ²=1（其余核咎参数固定在鞍点值），来自局部协方差展开，在存在参数简并（如本项目 O-norm 简并）时系统性偏小。E033 对晕场改用 Sherpa conf()，逐点重新优化其余自由参数,是本项目里唯一已经按轮廓似然算出置信区间的结果集。两者不可直接比较误差棒大小；[[theo-exp-assumptions]] 列出这条差异。

L_X/M*（恒星质量归一化 X 光光度）

精确定义：Ponti+2026 用银河系西半天球定义的经验关系，固定 kT=0.7 keV、Z=Z☉ APEC 拟合表面亮度与恒星质量面密度的相关斜率，见 [[ponti2026-lxm]]。本 draft 把它当作恒星起源的预言曲线，用同一批环的 W1→Σ_* 代入换算，不是重新测量。

Σ_SFR（恒星形成率面密度）与 Mineo 关系

精确定义：本 draft 用 W4 逐环流量份额，乘以一个假定的 M31 总 SFR（0.30 M☉/yr），得到 Σ_SFR，再乘 Mineo et al. 2012b 的 L_X(0.5–2 keV)/SFR=7.3e38 给出"如果 0.7 keV 全部来自超新星加热 ISM"的预言曲线，见 [[mineo2012b-lxsfr]]。

E×P×A 区域框架

精确定义：Elliptical annuli（E0–E5）× Physical masks（P0–P5）× Azimuthal subdivision 的三层正交切分，见 [[epa-hierarchy]]。当前落地的提取只用了 E 层（变 W1 环），P/A 层仍是未来工作。

变 W1 等照度半径 a，q(a)，PA(a)

精确定义：以 WISE W1 等照度轮廓拟合出的 45 个嵌套边界（a=4–180′步长4′），每个边界有自己的轴比 q(a) 和位置角 PA(a)；a≥40′ 冻结为 q=0.280, PA=37.7°（见实际生产区域文件 native_ellipse_a040_080_q0280_pa377/），细节见 [[variable-w1-geometry]]。

no_background 拓扑

精确定义：xsherpa Fitter.fit_template 的一种拓扑（m31hotism.xsherpa-srcapec-matrix.v1 契约字段 topology），区别于 background_anchored（先单独拟合背景场再固定传入）。本 draft 引用的 9 点剖面全部用 no_background。

E033 分支 A / B / C

精确定义：见 [[E033_m31cgm_halo_fields_srcapec_07kev_refit]]。A：SrcApec.norm=0 冻结；B：kT=0.7 keV 冻结，norm≥0 自由；C：kT 自由 0.5–1.0 keV（须大于 MWhalo.kT）。Δχ² 在 A 和 B/C 之间的大小，是"这个温度假设是否被数据需要"的检验。

HI4PI N_H

精确定义：HI4PI 巡天（HI4PI Collaboration 2016）给出的全天银河系中性氢柱密度图，本项目用逐指向的 N_H 值（而不是全场固定一个数）做视线吸收改正；E033 对 22 个晕场逐场取值，是它相对 M31CGM v18（全场固定 N_H=0.03）的关键方法论升级之一。

AUDIT LEDGER

事实台账

共 26 条；状态颜色对应 validated（绿）、active（琥珀）、proposed（橙）、unsourced（红）。源文件中保留的 questioned 条目也原样显示并单独标色。
未有来源支撑的条目：下表保留并显著标红，未过滤。old-young-template-run2-abandoned
idstatementstatusevidencelast_verified
3comp-frameworkM31's 0.6–0.8 keV disk emission is decomposed into 3 competing physical origins: (A) unresolved stellar floor, (B) SF-feedback/ISM, (C) diffuse hot halo/CGM.validatedcognition-os/insights/I001_07keV_origin_decomposition.md2026-06-25（尚未复核 77 天）
epa-hierarchyE×P×A three-layer spatial decomposition (elliptical annuli × physical masks × azimuth) enables 3 orthogonal comparisons: fixed-radius/different-physics, fixed-physics/different-radius, fixed-both/different-azimuth.validatedcognition-os/insights/I002_region_decomposition_framework.md2026-06-25（尚未复核 77 天）
variable-w1-geometryProjected radial coordinate uses a variable-W1 isophotal ellipse with 45 nested q(a),PA(a) boundaries, a=4–180′; outer frozen geometry q=0.280, PA=37.7° E of N for a≥40′.validatedcognition-os/insights/I007_variable_w1_isophotal_radius_and_article_morphology_masks.md; regions/native_ellipse_a040_080_q0280_pa377/2026-07-10（尚未复核 62 天）
run6-product-inventoryCampaign run6 reached terminal receipts for all 33 selected ObsIDs (6 full, 27 partial); accepted product set is 490 complete 8-file MOS task bundles (3,920 canonical FITS) across 252 ObsID-region combinations.validatedcognition-os/02_CURRENT_QUESTION.md (run6 completion update); cognition-os/sessions/2026-08-30_xmm_v161_mos_campaign_template.md2026-08-30
8arcmin-profile-regionsThe accepted no-background SrcApec profile covers 9 non-overlapping 8′ annuli from a=16′ to a=96′ (a016_024 … a088_096); a056_064 is excluded on quality grounds; a096_112/a112_128 exceed 100′ and a128_144 has no accepted fit.validatedoutput/m31hotism_complete_8arcmin_profiles_20260908_run1/profile_summary.json2026-09-09
srcapec-9pt-profilePer-annulus no-background SrcApec best fit: kT ranges 0.72–0.90 keV, norm ranges 8.45e-8–3.19e-7 (arbitrary XSPEC-norm units, per arcmin²); vertical errors are conditional Δχ²=1 with saved nuisance parameters fixed, not profile-likelihood intervals.validatedoutput/m31hotism_complete_8arcmin_profiles_20260908_run1/complete_8arcmin_no_background_profile.csv2026-09-09
apec-flux-per-norm-kt0p7For a kT=0.7 keV, Z=1 (angr), unabsorbed APEC, flux per unit XSPEC norm is 3.025e-9 erg/s/cm² in 0.5–2 keV and 3.950e-9 erg/s/cm² in 0.1–10 keV (ratio 0.766).validatedscripts/compute_m31hotism_0p7kev_theoretical_expectation.py (apec_flux_per_norm, CIAO 4.18 Sherpa/XSPEC); output/m31hotism_theoretical_expectation_20260910_run1/theoretical_expectation_budget.json2026-09-10
theo-exp-obs-vs-predicted-profileObserved/Ponti-total predicted SB(0.5–2 keV) ratio rises from 0.38 at a=20′ to 2.36 at a=92′, crossing unity between a=52′ and a=68′; the Mineo+12b hot-ISM prediction from W4/Σ_SFR falls 2–3 orders of magnitude below the observed profile at a>64′ with no corresponding bump at a=40–56′ where W4 peaks.activecognition-os/insights/I020_theoretical_expectation_0p2_0p7kev_budget.md; cognition-os/draft/figures/theoretical_expectation_profile.{png,json}2026-09-10
theo-exp-linear-floor-fitWeighted linear fit SB(0.5–2 keV) = k·Σ_* + C gives k=(2.95±0.12)e-23, C=(2.78±0.10)e-16 erg/s/cm²/arcmin², χ²/dof=51.8/7.activeoutput/m31hotism_theoretical_expectation_20260910_run1/theoretical_expectation_budget.json (fits.linear_plus_constant)2026-09-10
theo-exp-powerlaw-nofloor-fitWeighted power-law fit SB(0.5–2 keV) = A·Σ_*^α with no constant gives A=(1.10±0.29)e-18, α=0.391±0.017, χ²/dof=24.3/7 — statistically comparable to the linear-plus-floor fit, so the profile alone cannot distinguish a constant floor from a declining power law.activeoutput/m31hotism_theoretical_expectation_20260910_run1/theoretical_expectation_budget.json (fits.powerlaw_no_constant)2026-09-10
ponti2026-lxmPonti et al. 2026 (A&A, arXiv:2602.03941): low-mass-star L_X/M* = 1.05e28 erg/s/M☉ (0.1–10 keV, all stars, Hunter+24 mass model) or 6.9e27 (bright resolved point sources removed), from a fixed kT=0.7 keV, Z=Z☉ APEC fit to the western Galactic hemisphere (SRG/eROSITA).activearXiv:2602.03941 (external literature, not independently re-derived)2026-09-09
mineo2012b-lxsfrMineo et al. 2012b hot-ISM relation: L_X(0.5–2 keV)/SFR = 7.3e38 erg/s per M☉/yr for the ~0.3–0.7 keV thermal ISM component of star-forming galaxies.activeMineo et al. 2012b, MNRAS 426, 1870 (external literature)2026-09-09
mw-foreground-lxm-projectionBack-of-envelope: applying the Ponti+26 relation to the Milky-Way stellar column toward M31 (b=−21.6°) predicts a foreground norm-equivalent of order (0.8–1.3)e-7 arcmin⁻², comparable in order of magnitude to the linear-fit floor C.proposedin-conversation estimate, 2026-09-09; not independently re-derived or reviewed2026-09-09
e033-individual-branchBIn the 20 fittable M31CGM 080073 halo pointings, fixing SrcApec at kT=0.7 keV (branch B) gives Δχ² relative to norm=0 (branch A) of median 0.22 (max 1.93); all 20 fields have a 90% confidence lower bound of exactly zero — no individual field statistically requires a fixed-0.7-keV component.activeoutput/m31hotism_e033_halo_srcapec_refit_20260909_run1/jobs/*/fit_manifest.json (branch_A_srcapec_norm_zero, branch_B_fixed_kT_0p7)2026-09-09
e033-joint-branchBJoint 14-primary-field fit (28 spectra, shared SrcApec) at fixed kT=0.7 keV: norm=8.21e-9 arcmin⁻², 90% CI upper limit 1.66e-8 arcmin⁻² (lower bound at hard minimum 0); Δχ²=2.6 relative to norm=0.activeoutput/m31hotism_e033_halo_srcapec_refit_20260909_run1/joint_14_primary/branch_B_fixed_kT_0p7/{fit_manifest.json,confidence_90.json}2026-09-09
e033-joint-branchCSame joint fit with kT free (0.5–1.0 keV): best fit kT=0.773 keV, norm=3.39e-8 arcmin⁻², Δχ²=157.3 relative to norm=0 — highly significant, but the 90% confidence interval has not yet been computed (Sherpa conf() profile scan still running as of 2026-09-10) and per-field kT piles up at the [0.5,1.0] prior boundary in more than half the 20 pointings.proposedoutput/m31hotism_e033_halo_srcapec_refit_20260909_run1/joint_14_primary/branch_C_free_kT/fit_manifest.json; Codex job task-mtu815hz-jg8gp5 (running)2026-09-10
m31cgm-v18-mwhothaloM31CGM's earlier 22-ObsID v18 joint fit gave a fixed-kT=0.7 'MWhothalo' norm of (7.4±1.1)e-8, but that fit is itself flagged Provisional (χ²/dof=1.70, N_H fixed at 0.03 for all pointings, MOS 1.4–2.0 keV not excluded) and should not be used as an independent cross-check until E033 supersedes it.activeM31CGM cognition-os/insights/I007_joint_fit_baseline_provenance.md2026-07-10（尚未复核 62 天）
old-young-template-run2-abandonedA per-spectrum joint decomposition (Aold·Σ_W1 + Ayoung·Σ_W4dust + C, 316 spectra) was planned and started (old_only mode) on 2026-09-07 but never reached a completed fit result in any of its three modes (old_only/young_only/mixed); no number from this run may be cited.unsourcedoutput/m31hotism_old_young_template_fits_20260907_run2/ (only MODE_STARTED for old_only; no fit_manifest.fit block)2026-09-10
o-abundance-angr-vs-wilmM31Center's original 0.7 keV RGS fit (kT=0.74, O=1.93, Fe=0.89) used the wilm abundance table; an angr re-fit is needed before O/Fe values from that fit can be compared to the angr-based disk/halo APEC fits in this project.proposedcognition-os/00_AI_BRIEFING.md (Currently questioned)2026-06-25（尚未复核 77 天）
07kev-physical-realityWhether the 0.7 keV signal is real M31 emission, MW foreground, or an O-norm fitting degeneracy from the original RGS detection remains unresolved.proposedcognition-os/00_AI_BRIEFING.md (Currently questioned)2026-06-25（尚未复核 77 天）
wise-m31-centerM31 adopted center (RA, Dec) = (10.68479°, 41.26907°), distance D=785 kpc.validatedcognition-os/insights/I004_jarrett_wise_double_sersic.md (Jarrett et al. 2019 WXSC Table 1)2026-06-26（尚未复核 76 天）
theo-exp-assumptionsThe theoretical-expectation budget adopts (not measures) M/L_W1=0.6 and total M31 SFR=0.3 M☉/yr apportioned by W4 flux share; both are single global values, not fit, and are the two most easily challenged inputs to the comparison.activescripts/compute_m31hotism_0p7kev_theoretical_expectation.py (--m-to-l-w1, --sfr-total-msun-yr defaults); output/m31hotism_theoretical_expectation_20260910_run1/theoretical_expectation_budget.json (assumptions block)2026-09-10
m31center-rgs-detectionM31Center's original RGS fit found kT=0.74 keV, O=1.93, Fe=0.89 (wilm abundances) in fiducial_medium_freeOFe_v2.validatedM31Center project fiducial_medium_freeOFe_v2 result; cognition-os/00_AI_BRIEFING.md2026-05-30（尚未复核 103 天）
srcapec-fit-model-contractThe no-background SrcApec fit contract: LB kT=0.1 keV fixed; MWhalo kT free 0.10–0.35 keV, Z=0.3; SrcApec kT free 0.5–1.0 keV (must exceed MWhalo.kT), Z=1; CXB photon index Γ=1.4 fixed; fit band 0.4–7.2 keV; abundance table angr throughout.validatedoutput/m31hotism_outer_8arcmin_no_background_20260908_run1/jobs/a072_080__no_background/fit_manifest.json (template_contract, parameters block)2026-09-08
m31cgm-080073-halo-field-radiiThe M31CGM 080073 halo-field sample (used as the E033 foreground comparison) spans projected M31 radii 10.5–30.8 kpc.activeM31CGM cognition-os/00_AI_BRIEFING.md (S02 branch description)2026-09-10
wise-band-wavelengthsWISE W1 is centered at 3.4 μm (stellar photosphere / old stellar population tracer); W4 is centered at 22 μm (dust heated by young stars / SFR tracer).validatedWright et al. 2010, AJ 140, 1868 (WISE mission paper); WISE Explanatory Supplement2026-09-10