Eu recomendaria usar o seguinte
Get-TransportService | ForEach-Object {Get-MessageTrackingLog -Server $_.Name -MessageSubject "Your Email subject" -Start (Get-Date).AddDays(-1) -EventId Submit } | Select-Object -Property Sender,OriginalClientIp
Isso deve consultar todos os servidores Exchange e devolver o envio original da mensagem de e-mail original e o endereço IP de onde foi enviado.
Agora, se os servidores ARR fizerem proxy da conexão com os servidores Exchange de clientes internos, isso explicaria porque você está vendo o IP dos servidores proxy como - para o Exchange - a conexão parece ter origem nos servidores proxy.
Mailbox Audit Logging parece promissor - se a auditoria foi ativada na caixa de correio antes do envio do email - e somente se o email foi enviado usando as permissões "SendAs" ou "SendOnBehalfOf", como apenas enviar um email (ou seja, um proprietário criando um item de mensagem) não é uma ação auditável.