吸积原始黑洞引起的CMB极化非高斯性

原始黑洞（PBHs）通过引发CMB（cosmic microwave background，宇宙微波背景）中的重排扰动来产生非高斯性，这些扰动在PBHs与其吸积的质子之间相对速度调制。主要的非高斯信号表现为非零的连通四点相关函数，即trispectra。此前，我们计算了CMB温度trispectrum，并预测Planck对其比CMB温度功率谱的变化更敏感。令人振奋的是，吸积PBHs还会引起CMB极化的非高斯性，本文计算了这种现象。我们首先计算由一般时空可变离子化史来源的张量光子分布函数的线性响应扰动，并将其应用于吸积PBHs。随后，我们计算由吸积PBHs引起的离子化史不均匀性所来源的温度和极化2点函数的线性级扰动；我们发现，这些扰动相对于由离子化史均匀扰动所来源的对应量是可忽略的。最后，我们计算包括温度、E极化和B极化在内的所有CMB trispectra，其中以PBH丰度的线性级计算。我们预测，纳入极化数据进行4点函数分析，仅会使Planck对吸积PBHs的灵敏度相对于仅使用温度数据的灵敏度提高约为2倍。因此，我们发现，使用Planck数据中的所有温度和极化trispectra搜寻PBHs的工作，主要不会与当前来自温度和极化功率谱的界限相竞争。相反，我们预测，CMB Stage-4实验将通过4点函数搜索获得显著灵敏度，特别是通过包含一个B极化场的奇偶性非平凡trispectra的贡献。