CDFS MOS Soft-Proton Fit Audit

当前状态：旧的单幂律试验已作废；修正后的 BPL 联合拟合也尚不能作为可信 sky 参考。 旧试验采用单幂律 SP、固定 25-count 分组，且漏乘 skyarea。修正为 XARTATOMS 约定后，三 ObsID、六条 MOS 谱的联合结果为 χ²=392.34/169（reduced χ²=2.32，q=8.31×10⁻²⁰），共享 sky 的协方差均未得到有限区间。因此目前不能把 sky 差异归因于 SP，也不应进入单 ObsID 稳定性比较。

六条真实 MOS 谱：数据与联合模型

下面不是示意图。黑点和 Gehrels 误差条是现有 3B back.pi 扣除后的数据；橙线是同一个共享-sky、逐谱 BPL-SP 联合拟合的总模型。横轴为 0.4–6.0 keV，对数坐标；分组采用本页所述的 resolution+S/N rebin。

Six CDFS MOS background-subtracted spectra overlaid with the joint broken-soft-proton model — 从上至下：0555780501 MOS1/MOS2、0604960501 MOS1/MOS2、0604961301 MOS1/MOS2。此图展示总模型是否追随谱形；下一图专门显示偏差的符号和显著性。

Signed Gehrels residuals for six CDFS MOS spectra in the joint fit — 标准化残差为 (data − model)/Gehrels σ；虚线为 ±2σ。可以直接看到 0555780501 与 0604960501 的两台 MOS 都有成组偏差，而 0604961301 两条谱相对平稳。这是判断改进应落在共同 sky、线区/校准结构，还是 SP 连续谱上的直接证据。

xsherpa 成分谱：逐条 MOS 判断模型该如何改

这六张图使用本地 xsherpa 的 get_data_unfold、get_model_unfold 与 get_model_component_unfold 从当前 set_full_model 作分量减法。黑色为总模型，黑点为数据；浅蓝 LHB、绿色 absorbed halo、深蓝 absorbed CXB、黄/橙为 Al-K/Si-K，紫色虚线为 BPL-SP。下方是相同模型的标准化残差。点击任意图可放大。

成分曲线依 xsherpa 约定在未分组能道显示，而数据和总模型保留本次拟合的 resolution+S/N 分组；所以应以曲线形状和残差诊断，而不是把显示后的曲线逐 bin 相加。特别地，0604960501 MOS2 的拟合 SP norm=0，图中没有伪造非零 SP 曲线。

0555780501 MOS1 xsherpa component spectrum — 0555780501 MOS1

0555780501 MOS2 xsherpa component spectrum — 0555780501 MOS2

0604960501 MOS1 xsherpa component spectrum — 0604960501 MOS1

0604960501 MOS2 xsherpa component spectrum — 0604960501 MOS2 — SP norm = 0

0604961301 MOS1 xsherpa component spectrum — 0604961301 MOS1

0604961301 MOS2 xsherpa component spectrum — 0604961301 MOS2

已弃用的试验配置

为什么它会不稳定

SP 是单一 xspowerlaw，没有 3.2 keV 处的曲率。
按每 bin ≥25 源计数分组；没有净 S/N、RMF FWHM 或 3.2 keV 边界。
RSP_flat(SP) 未乘 skyarea；不同 full-FOV 面积之间的 SP 标度错误。
荧光线也未依面积标度，进一步让硬谱形状与 CXB 互相吸收。

将采用的 XARTATOMS v22/v23 约定

正确的 MOS 策略

xsbknpower：index1、固定 BreakE=3.2 keV、index2。
强制 index1 < index2：A 仅 norm → B 释放 index2 → C 固定 index2、释放 index1。
分组要求净 S/N ≥ 6，并限制每个 bin 的 RMF FWHM oversampling ≤6。
在 0.4 和 3.2 keV 强制开新 bin；SP 与线均按 skyarea 标度。

为什么“旧结果不稳定”不能当成物理结论

模型形状错配

真实采用的 SP 不是单幂律。旧模型必须用一个 slope 同时解释 0.4–3.2 与 3.2–6 keV，因而会把 SP 的硬段曲率错误地转移到 CXB norm。

面积标度不一致

当前 3B 全 FOV PHA 的 BACKSCAL 不同。XARTATOMS 的平坦响应项是 RSP_flat(skyarea × SP)；漏掉它会令 SP norm 在不同掩膜面积间不可比，并污染共享 sky 解。

分组改变了模型看到的数据

固定 counts 不知道背景扣除后的净 S/N，也不尊重 MOS 分辨率；它可把过采样的硬段噪声和 3.2-keV break 放进不合适的 bin。XARTATOMS rebin 同时约束 S/N、FWHM 和科学边界。

仍然存在的真正控制变量

三套现有 3B full-FOV 产品的 source mask 与 sky area 并不相同。即使模型修正后仍需共同 overlap aperture 与冻结 mask，才可以把 sky 解差异归因于 SP 或 GTI。

共同 sky 模型仍过于简化

当前 CDFS 原型只含 LHB + 一个 absorbed halo + CXB；XARTATOMS 的实际 sky 配方还显式处理 O VII、O VIII、Fe-L 及额外 halo 结构。修正的 BPL 运行仍被统计量拒绝，说明不能先把所有剩余结构归给 SP；应先让 sky 模型与共同 aperture 闭合。

修正后联合 fit：逐谱 χ²，而不是只看总 reduced χ²

总 χ²=392.34、全局 dof=169；但 4 个 sky 参数由六条谱共享，不能任意分给某一条谱。因此下表用可加和的 χ² 贡献和分组 bin 数作定位，而不把全局 dof 伪装成单谱 dof。

谱	χ² / bins	χ² / bin	读法
0555780501 MOS1	88.84 / 37	2.40	有结构性残差
0555780501 MOS2	99.87 / 49	2.04	有结构性残差
0604960501 MOS1	68.12 / 34	2.00	有结构性残差
0604960501 MOS2	91.40 / 33	2.77	六条中最大贡献
0604961301 MOS1	22.85 / 24	0.95	残差平稳
0604961301 MOS2	21.26 / 20	1.06	残差平稳

结论：并非一条异常谱主导，也并非每条谱都不好。张力主要由 0555780501 与 0604960501 的两台 MOS 共同贡献；0604961301 合计 44.11/44 bins。应优先解释这两个 ObsID 共享的残差结构，而非把总 χ² 简化为 BPL-SP 失败。

重新验证的最小闭环

1. 同指向 MOS 联合 fit
共享 sky；每谱独立 BPL-SP 与线；XARTATOMS rebin。

→

2. 单 ObsID 复现
相同模型；以联合解为初值，但不冻结 sky。

→

3. 判定
比较 sky 差异与完整 covariance；检查 BPL 参数边界及残差。

可作出的结论	当前是否允许
“旧单幂律配置不稳定”	允许：是一次实现诊断。
“broken-SP 物理模型失败”	不允许：正确 BPL/rebin 已运行；张力跨两个 ObsID 的四条谱，不能只由总 χ² 归因给 SP。
“GTI 策略优劣”	不允许：尚未使用同一事件/共同掩膜的 paired GTI 产品。

下一次可解释的结果

下一步先将 CDFS sky 成分补齐到可接受的联合拟合，并以共同 overlap aperture 和冻结 mask 重抽 MOS 谱；然后才对每条谱作独立 BPL 拟合、以联合解为参照。只有届时 SP 较强谱的 sky 参数仍系统偏离联合解，才可以说“当前 SP 策略仍不够”。