第17章：卫星星系共转平面与宿主丝主轴共线

目录 ／ 附录-预测和证伪

一、【一句话目标】
在存在卫星星系共转平面（Plane of Satellites, PoS）迹象的宿主系统中（本星系群与近邻群/团为主），检验两件事是否同处同向：其一，卫星的薄盘/薄片几何与轨道共转是否稳健成立；其二，该共转平面的主方向（平面内长轴/最大惯量轴）是否与宿主所在天区的宇宙丝主轴呈共线（小夹角），同时其法向量与丝主轴呈接近正交。若“薄—共转—共线”在纤维/结点走廊显著更强、在空洞中减弱，且对观测波段与卫星类型不敏感、对管线/采样稳健，则支持路径型共同项的主张；反之则否证。

二、【要测什么】

1. 几何薄度与形态稳定：度量卫星三轴比例与平面厚度（文字分级：薄/中/厚），报告平面在内外径层上的连续性与是否存在单一主平面而非多片碎裂。
2. 轨道共转与极性集中：以径向两侧速度符号反相、轨道极点集中与共转卫星占比为口径，给出强/中/弱分级，并检验其在多历元上的方向稳定。
3. 与丝主轴的取向关系：
   • 共线性：共转平面内主方向与丝主轴的夹角是否集中于小角差；
   • 正交性（互证）：共转平面法向量与丝主轴是否接近90°（文字化“近正交/偏正交/不正交”）。
4. 环境单调性：在空洞→纤维→结点序列上，薄度↑、共转占比↑、共线性↑是否呈单调增强；并记录与**到结点距离↓、外部会聚↑、局域密度↑**的对应关系。
5. 多探针与样本独立性：在恒星/HI/卫星形态（亮/暗弱）子样之间、在不同巡天深度与视界下，上述判据的方向与排序是否一致；对本星系群（具备自行约束）与外系样本（LOS 速度主导）分别报告。

三、【怎么做】

1. 样本与环境骨架
   • 宿主选择：优先选取质量与形态多样、卫星样本完备度可评估的近邻宿主（例如本星系群、距离 ≤ 30–50 Mpc 的附近群/团）；
   • 卫星清单：统一距离/速度/形态质量标注，建立径向分层（内区/中区/外区）与亮度分层（亮/中/暗弱）子样；
   • 宇宙丝骨架：基于公开巡天重建丝—结点—空洞，为每个宿主提供丝主轴方向、到结点距离、局域密度、外部会聚等环境代理量。
2. 前馈与盲化
   • 环境组（前馈）：仅依据环境模板，为每个宿主输出预测卡：预计薄度等级、共转强度与与丝主轴的取向（更共线/更不共线/不显著），并给出环境单调的预期方向；
   • 测量组（独立管线）：
     1. 几何拟合：以稳健平面拟合/主成分方向为口径输出薄度与主方向（文字分级与角域）；
     2. 运动判据：以LOS 速度偶极/象限对比与（可用时）自行约束输出共转占比与极点集中（强/中/弱）；
     3. 两组仅共享宿主编号与质量/倾角/样本完备度标签，不共享结果与预测卡。
   • 仲裁组：按预注册规则对齐预测卡—实测摘要，计算命中/错向/空击率，并在环境等级/样本分层维度分层统计。
3. 对照与剥离
   • 旋转/置换对照：随机旋转丝骨架方位或置换宿主—环境配对，信号应退化至近随机；
   • 选择函数对照：按表面亮度、视向遮挡、光谱纤维碰撞建立可见性掩模，对各宿主进行蒙特卡洛补偿；
   • 形态/盘面对照：将宿主按盘面/椭圆体分组，检验“共线”是否仅反映宿主盘面而非丝主轴。

四、【阳性/阴性对照与剥离假象】

1. 阳性对照：
   • 在纤维/结点环境，出现薄（平面厚度低）、强共转（速度偶极与极点集中显著）、且主方向—丝主轴小夹角的同源共现；对应法向—丝主轴近正交；
   • 该模式在半径分层与卫星子样之间方向一致，在独立管线/机构间复现；
   • 环境代理量越强（到结点距离越小、外部会聚越大），薄—共转—共线三项的强度/显著性单调上升。
2. 阴性对照：
   • 旋转丝骨架/置换环境后仍得“显著共线”，判为方法/选择偏好；
   • “共线”若仅随宿主盘面方向而转、与丝主轴无关，或“共转”仅在单一半径层/单一路线显著，则判为几何/管线项；
   • 引入视向混入/距离误差的合成样本若可复制全部特征，则降权或剔除对应宿主与子样。

五、【系统误差与对策（不超过三点）】

• 投影与混入：远端样本以 LOS 速度为主，易受前/背景星系混入。对策：采用相位空间裁剪与背景场统计扣除，并对距离不确定高的卫星降权；本星系群优先使用自行验证。
• 不完备与视场偏置：低表面亮度卫星与纤维碰撞造成各向异性。对策：为每宿主构建可见性掩模与完备度曲线，进行加权与重采样，并报告完备度依赖。
• 宿主形态与盘面牵制：共线可能源自宿主盘面而非环境。对策：在盘面已知的子集同时检验主方向—盘面与主方向—丝主轴的夹角，并以多元分层剥离形态影响。

六、【执行与公开】

• 预注册：薄度/共转/取向的文字化分级口径、环境代理量与分箱、对照与排除条款、仲裁评分规则；
• 留出与复验：各环境等级与宿主质量段设留出样本作最终确认；
• 跨团队/跨数据源：在不同巡天/机构间互换原始表与处理脚本，进行独立复算与降采样稳健性测试；
• 公开材料：发布丝主轴与宿主目录、预测卡、薄度/共转/取向分级汇总、完备度掩模与关键中间产物；
• 与第8章（AGN 喷流轴向穿孔与丝取向共线）、第15章（类星体偏振成组对齐的“丝网协同”）、第22章（喷流基座亮度—极化同位同窗变化）构成互证闭环并相互引用。

七、【成败线】

1. 支持（通过）：
   • 在**≥2 个环境等级与≥2 套独立管线/团队中，薄—共转—共线三项在同一宿主内同向出现且命中率显著高于随机**；
   • 主方向—丝主轴小夹角与法向—丝主轴近正交同时成立，并随空洞→纤维/结点呈单调增强；
   • 结果对样本完备度建模、视向混入剥离、宿主形态分层与旋转/置换对照稳健。
2. 否证（未通过）：
   • 共转不稳健或与薄度、取向不共现；
   • “共线”随宿主盘面而非丝主轴变化，或在完备度/视向修正后消失；
   • 环境分层下不呈单调，或命中率接近随机，跨团队复现失败。