PI REVIEW · ARCHIVE TRACK · NO NEW XMM TIME

I020：旋臂环境是否改变 M101 中 diffuse X-ray 对 FUV 的耦合斜率？

在 M101 内盘的同一半径、同一 FUV 表面亮度下，旋臂 cell 与 interarm cell 的 source-controlled diffuse X-ray 表面亮度是否具有不同的 FUV 耦合斜率 ψAI？这是一个 archive-track 问题：不申请新的 XMM 时间，也不把任何结果解释为 feedback 机制或垂直方向位置。

3 个 M101-targeted XMM Full Frame ObsIDs 26 个 Chandra ACIS-S 记录（source control only） decisiveness = poor（七道 qualification 全 OPEN） HEAVY 未获授权

01 · 要回答的问题

一句话问题

在固定投影半径和 FUV 表面亮度下，M101 的旋臂环境是否改变 diffuse X-ray 表面亮度随 FUV 的耦合斜率？

Kuntz & Snowden (2010, ApJS 188, 46) 用 ~1 Ms Chandra 建立了 M101 的 source-controlled diffuse X-ray 与 GALEX FUV 的幂律耦合（ΣX ∝ ΣFUVβ，β ≈ 0.55），并发现存在一个与近期恒星形成无关的加性 pedestal A(R)。但他们的分层变量是半径，不是旋臂状态——“interarm” 一词在 152,050 字符的全文中只出现一次，且是顺带提及。Garner et al. (2024, ApJ 961, 217) 发布了完整的 M101 旋臂/臂间 mask 构造方法，但从未把它用于 X-ray/FUV 耦合。I020 只检验一个更窄的前提：在控制半径后，旋臂标签是否改变耦合斜率本身。

02 · 为什么值得在意

它会改变哪一条已发表结论的适用范围？

若 ψAI 显著非零（SUPPORT）

这不会推翻 Kuntz & Snowden 的半径分层耦合律；但会限制它的适用范围：在 M101，半径本身不足以吸收旋臂环境对耦合斜率的调制。任何把 FUV–X-ray 耦合当作纯半径函数的 resolved-feedback 模型，都必须加入一个实测的旋臂相位项。

若 ψAI 与零一致（WEAKEN）

若 95% interval 完全落入 ±δψ 内，结果只支持这一个星系、这一个档案深度、这一个响应域下“旋臂标签不改变耦合斜率”的结论。它不验证 face-on spirals 的总体规律，更不证明没有 arm-phase 效应。

Luan & Wang (2025, ApJ 986, 167) 在 M51 用 1.3 Ms Chandra 做了 arm-phase-resolved diffuse spectral analysis，发现 arm 区域平均温度更高——但那是温度分层，不是 FUV 耦合斜率，且 GALEX FUV 只作对照图，不作回归变量。Wezgowiec et al. (2021, MNRAS 508, 6155) 在 M83 做了 on-arm/off-arm 光谱提取，但同样没有拟合 arm × FUV interaction coefficient。I020 的 estimand 在文献中没有被精确 pre-empt（E6 已用扩展词汇表筛查，0 篇 pre-empting）。

03 · 档案真的覆盖什么

全 FoV：30′ 直径，不是 15′ 宽

M101 的 DSS2 光学与 XMM EPIC-RGB 全 FoV WCS 图。两面板均标有 7 个 XMM Full Frame 名义 FoV、M101 核、D25 椭圆、主轴和 Kuntz+Snowden2010 环带。
32.4′ 全 FoV，左右为真实 HiPS2FITS WCS 的 DSS2 color 与 XMM EPIC-RGB。CRVAL 在 M101 核，CDELT1<0、CDELT2>0；图中 N 向上、E 向左。青线是 7 个 archival XMM Full Frame 的名义天空圆（R=15′），不是 chip gap、GTI、mask、vignetting 或 response qualification。琥珀虚线是 Kuntz+Snowden2010 的 1′/3′/4′/5′ 环带——即 frozen P(R) 的 canonical basis。所有 aimpoint 都在 D25 椭圆内（最大 6.163′ = 21% of D25 major）。

图件：1-column PNG · 2-column PNG

三个 M101-targeted ObsID（0104260101、0212480201、0824450501）的 15′ 半径名义 FoV 分别延伸到 15.63′、17.94′、21.16′，全部覆盖 Garner+2024 的主盘边界（430″ = 7.17′）。但这只是名义几何覆盖：clean GTIs、chip gaps、source masks、response qualification 全部 unresolved。本页不声称档案已足够回答 ψAI。

04 · 实际测什么

一个预先冻结的标量 estimand

M101 的 DSS2 光学与 XMM EPIC-RGB 科学放大 WCS 图，标出 Kuntz+Snowden2010 环带和 Garner+2024 内盘排除半径。
16.0′ 科学放大。琥珀虚线是 Kuntz+Snowden2010 的 1′/3′/4′/5′ 环带；粉点线是 Garner+2024 的内盘排除半径 r<120″（2.0′）。D25 椭圆（28.84′ × 26.91′，PA=21°）在 16′ 面板中超出边界，故不显示。覆盖叠加按原始 WCS 绘制；XMM RGB 的显示伸缩（display stretch）仅用于显示。

图件：1-column PNG · 2-column PNG

估计量

ψAI = d² log(S) / dU dAi

arm-minus-interarm 的 FUV 耦合斜率差，定义在 FUV-coupled 分量 S 上（不是总亮度）。从同一冻结的 95% CI [L, U] 报告；不是温度差，也不是 level residual。

物质边界

δψ > 0

文献中不存在 arm × FUV interaction coefficient 的外部阈值（E5 已确认结构性缺失）。δψ 必须由 R6 injection-recovery 在 Fork-B 模型下生成，不能从 Kuntz 误差条反推。

可达条件

七道 qualification 全部 OPEN

E1 几何、E2 source control、E3 响应域、E4 背景/协方差、E5 δψ/恢复、E6 pre-emption、E7 pedestal P(R)。任何一道失败 → INCONCLUSIVE。

05 · 答案会长什么样

三种互斥且穷尽的结果

I020 的冻结 95% 置信区间结果语法图，显示 Kuntz+Snowden2010 的 β 值和七道 OPEN qualification。
左：Kuntz+Snowden2010 Table 9（A≥0 块）的 per-annulus β 值（0.49–0.59，~1σ 弥散），说明耦合斜率本身存在半径依赖的精度极限。右：I020-G1 的七道 qualification，全部 OPEN/EMPIRICAL。设计证据 ≠ I020 结果 ≠ feasibility ≠ XMM time。

图件：1-column PNG · 2-column PNG

结果判据可说什么不能说什么
SUPPORTL > δψ 或 U < −δψ旋臂环境在物质上改变 FUV 耦合斜率。不是 feedback 机制、混合时标或垂直位置的证明。
WEAKEN−δψ ≤ L ≤ U ≤ δψ在此半径/深度/响应域，旋臂标签不改变耦合斜率。不排除更小的效应，不外推到其他星系。
INCONCLUSIVE区间重叠边界、非有限、共同支撑不足、恢复/覆盖失败，或任何 qualification 缺失/失败承认测量未成立。不能从无结果推物理结论。

06 · 如果答案是另一边

最可能的坏消息并不应被粉饰

若区间只包含零、却不能落进 ±δψ，最诚实的结果是 INCONCLUSIVE：数据既没有排除零，也没有把残差压到物质边界以下。它不移动“旋臂是否改变耦合斜率”的可信度；这正是 I020 必须保留的分支，而不是一个可包装的物理 null。

更深的风险是 pedestal 混淆：Kuntz+Snowden2010 量化的加性 offset A(R) 在 1′–3′ 环带约占 ΣX 的 20%。若不在模型中显式包含 P(R) ≥ 0，一个 arm/interarm 的 level 差异会伪造出 ψAI ≈ 0.034–0.074（对 δψ ~ 0.10 的 34–74%），且偏向 SUPPORT。Fork-B 设计（I020-G1-S1）正是为消除这一偏差而冻结的。

07 · 成本与未知项

不需新观测；需要一次真正的 archive qualification

已知

  • 3 个 M101-targeted XMM Full Frame ObsIDs：0104260101（43.370 ks）、0212480201（32.413 ks）、0824450501（103.500 ks），合计 179.283 ks observation duration。
  • 26 个 Chandra ACIS-S 记录（1073.550 ks），仅作 compact-source control。
  • 不申请任何新的 XMM time；I020 是 archive track。

仍未知（也是 HEAVY 的真实工作）

  • E1：可执行的 arm/FUV/radius 几何与共同支撑——Garner+2024 的 mask 方法已发表，但具体 mask 产品不可检索，且其 Hα 宽度规则与 FUV 回归变量存在循环风险。
  • E3/E4：clean GTIs、usable EPIC-pn products、共同响应域、背景/吸收/协方差。
  • E5/E7：δψ 的 injection-recovery 标定、P(R) 的 identifiability 与边界行为、恢复/覆盖/收敛。

08 · 可复核性

本页每个数的来处

项目本次实际执行的命令 / 固定输入结论边界
XMM archivecycles/cycle-obs9/presenter_i226/publication-v2/source/archive_retrieval/raw/xsa_v_all_observations.csv（XSA TAP v_all_observations，7 行）179.283 ks 是 observation duration，不是 clean time 或 source exposure。
Kuntz+Snowden2010 β / A(R)cycles/cycle-5/materials/I020_R3_D049_ads_preemption/Kuntz2010_IOP_article.txt（Table 9, A≥0 block）β = 0.59/0.49/0.56 是设计输入，不是 I020 的测量结果。
Garner+2024 maskshared/sources/m101-diffuse-xray-fuv-coupling.md §T255方法已发表，产品不可检索；Hα 宽度规则存在循环风险。
显示图DSS2 color 与 ESDC/P/XMM/EPIC-RGB HiPS2FITS，CRVAL=M101；原始 FITS、脚本、hash 与 clean replay 在随页 publication manifest。显示 stretch ≠ exposure correction ≠ scientific flux。

本页使用的本地证据：I020 idea file、I020-G1-S1 preregistration、R3 evidence（idea-I020.md）、M101 survey、source page m101-diffuse-xray-fuv-coupling.md。静态 bundle 的 manifest、figure replay 与 bundle replay 随本次 release 保存；公开页面不替代这些 canonical records。