M104 R4–7 MOS2 Fe-L Color Map Pilot
Point sources retained · exact ESAS QPB · spectrum-normalized soft protons and sky background
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结论 / Executive verdict
这个图有价值，但价值是独立的morphology cross-check和contamination diagnostic，不是替代完整谱拟合的温度图。
主产品严格保留point sources，使用
\[ R_{\rm FeL}= \frac{C(0.875-1.05\ {\rm keV})} {C(0.70-0.875\ {\rm keV})}, \]
并在counts space减去exact-band QPB、MOS2-native soft proton和response-folded sky background，再用low/high完全相同的60 arcsec Gaussian kernel平滑。结果显示：
- R4–R7内的Wind S高ratio和Disk W较低ratio在60与90 arcsec、point-source included与masked control中都保留；这是值得继续用谱拟合检验的大尺度形态。
- point sources保留时，八sector image ratio与S1–S7 full-fit kT的Spearman \(\rho=0.679\)（\(p=0.094\)）；应用现有ESAS source mask后提升到\(\rho=0.786\)（\(p=0.036\)）。只有7个可比较sector，不能把p值当独立发现显著性。
- 60与90 arcsec morphology高度稳定：\(\rho=0.951\)，median \(|\Delta R|=0.040\)。30 arcsec版本有效面积太小且细节不稳定，不适合主结论。
- Wind S（S7）的integrated ratio为\(1.347\pm16\%\)；point-source-masked control仍为\(1.260\pm23\%\)。其full spectral fit为\(kT=0.981\) keV，但属于boundary-limited结果，所以只能称为一致的候选信号。
- SP在两个band都小于R0–15 raw counts的1%；QPB与sky background才是主要background。把MOS1-derived common-SP stress seed直接投到MOS2会过减17–22倍，不能作为主SP image normalization。
背景成分如何进入image / Component imaging
每个band先构造
\[ N_i(x,y)=C_i-Q_i-P_i-B_{{\rm sky},i}-L_i, \]
然后
\[ S_i(x,y)=\frac{K\ast N_i}{K\ast E_i}, \qquad R_{\rm FeL}=\frac{S_H}{S_L}. \]
这里\(K\)对两个band和全部component完全相同。
QPB
mos-spectra mask=0生成full-FOV、point-source-included science products。mos_back elow/ehigh分别生成700–875和875–1050 eV detector-coordinate QPB images。rot-im-det-sky mode=1把QPB转到sky WCS。- QPB不是mirror-vignetted sky photon；先在counts space扣除，再除photon exposure map。
- Authoritative-grid full-map counts：low 1,602.74，high 1,567.97。
Residual soft protons
proton spectrumcontrol=2使用专用MOS2 SP detector template；rot-im-det-sky mode=2转sky。- Sherpa模型把SP surface norm乘以sky area，因此传给
proton的bnorm必须是\(334.9896\times3.6361\times10^{-6}=1.21805\times10^{-3}\)，不能直接传surface norm。 - 生成的template再按R0–15 response-folded native-MOS2 counts归一化：low scale=1.3005，high scale=1.3271。
- 最终full-map SP counts只有21.24和21.67，对主形态影响很小。
Vignetted sky background
Local Bubble、Galactic foreground和CXB按sky-uniform surface brightness处理：
\[ B_{{\rm sky},i}(x,y)=\beta_iE_i(x,y). \]
\(\beta_i\)由R0–15真实MOS2 response-folded model counts和BACKSCAL area确定。full-map counts为low 1,317.62、high 984.25。
R0–15 spectral closure
| Band | Raw PHA | QPB | M104 APEC | Sky | Residual lines | Native SP | Model/raw closure |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.70–0.875 keV | 2,188 | 902.29 | 415.22 | 861.86 | 13.89 | 13.51 | +0.9% |
| 0.875–1.05 keV | 1,941 | 878.95 | 374.43 | 645.10 | 21.94 | 13.84 | −0.4% |
这说明native MOS2 background topology能在两个band闭合；MOS1 common-SP stress seed不能。
平滑尺度稳定性 / Smoothing-scale stability
不能分别对low/high运行adapt后再相除，因为两个band会获得不同的spatial transfer function。本pilot固定同一个Gaussian kernel，并检查30、60、90 arcsec。
| Shared sigma | Comparison | Spearman \(\rho\) | Median \(|\Delta R|\) | 95th percentile \(|\Delta R|\) |
|---|---|---|---|---|
| 30 vs 60 arcsec | R4–R7 common-valid pixels | 0.784 | 0.093 | 0.296 |
| 30 vs 90 arcsec | R4–R7 common-valid pixels | 0.663 | 0.115 | 0.377 |
| 60 vs 90 arcsec | R4–R7 common-valid pixels | 0.951 | 0.040 | 0.127 |
因此60 arcsec是当前兼顾空间分辨率和统计稳定性的主版本；仅在60/90都出现的大尺度结构才值得进一步解释。
Point-source control
主产品按要求保留point sources。为了判断大尺度颜色是否完全由点源驱动，另做companion control：使用同一份102-region ESAS cheese mask，在low/high counts、QPB、SP、sky和exposure上应用同一个mask，再使用同一个60 arcsec kernel。
- R4–R7中mask掉6,745 pixels。
- included与masked ratio在common-valid pixels上的\(\rho=0.848\)，median \(|\Delta R|=0.056\)。
- Wind S高ratio和Disk W较低ratio仍存在；大量小尺度热点和中心结构消失。
- Masked-control不是主产品，只是说明大尺度排序不是完全由point sources造成。
R4–R7 sector cross-check
下面的ratio直接由每个45-degree sector内的net counts和exposure积分得到，不是对smoothed ratio pixels取平均。
| Sector | Role | Full ratio | Statistical frac. error | Point-masked ratio | Point-masked frac. error | Full-fit kT (keV) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| S1 | Disk W | 0.755 | 13.7% | 0.798 | 20.9% | 0.698 |
| S2 | NW transition | 0.737 | 22.1% | 0.708 | 26.1% | 0.807 |
| S3 | Wind N | 0.782 | 47.3% | 0.625 | 77.3% | 0.707 |
| S4 | NE transition | 0.996 | 21.2% | 0.932 | 24.5% | 0.911 boundary-limited |
| S5 | Disk E | 0.846 | 17.4% | 0.809 | 21.8% | 0.808 |
| S6 | SE transition | 0.754 | 21.3% | 0.656 | 25.4% | 0.771 |
| S7 | Wind S | 1.347 | 16.2% | 1.260 | 23.2% | 0.981 boundary-limited |
| S8 | SW transition | 0.895 | 11.5% | 0.723 | 19.2% | unavailable |
S3在point-source-masked control中的fractional error达到77%，不能用于形态判断。S7的高ratio最稳定，但spectral fit也在高温边界附近，所以仍需要normal/confidence和多观测/多camera验证。
科学解释边界 / Caveats
- Point sources保留时，ratio混合thermal gas、AGN/XRB power-law和PSF wings；任何局部\(kT\)解释都不成立。
- 即使point-masked，ratio→kT仍依赖NH、abundance、APEC/AtomDB和response，且背景posterior尚未逐pixel Monte Carlo传播。
- 当前fractional-error map只传播raw-count Poisson term；QPB corner normalization、FWC finite counts、sky-fit posterior、SP-template和residual-line systematics需要在正式版加入。
- R4–R7 sector comparison和spectral fit使用同一observation，不能视作完全独立验证。
- S4和S7的full-fit kT为boundary-limited；S8没有qualified spectrum。
- 结论只支持“Wind S hard/high-Fe-L-ratio candidate”和大尺度颜色不对称，不支持已经测得二维温度场。
复现问题 / Reproducibility issue solved
本机旧project wrapper fkeypar只读取FITS primary HDU，而mos-spectra在EVENTS扩展读取LIVETI0n；结果在CCD2发生division by zero。两个并行任务还共享同一/tmp/fkeypar_last_value.txt，存在竞态。此pilot使用project-local、每个workdir独立的fkeypar/pget兼容层，未修改SAS安装。
