宇宙微波背景中环线遍布：超视界尺度上的 $4\sigma$ 反常

我们基于 \texttt{NPIPE} 数据处理流水线，对来自 \emph{Planck 2020} 数据发布 4（DR4）的温度涨落图进行了拓扑分析。为作比较，我们也给出了 \emph{Planck 2018} 数据发布 3（DR3）图的拓扑特征。我们以图的同调特征开展分析，并引入相对同调以处理存在掩膜时的分析。我们对对应 $FWHM = 5', 10', 20', 40', 80', 160', 320', 640'$ 的亚视界与超视界尺度的一系列平滑尺度进行分析。我们的主要结果表明，观测图中的环线相较于被建模为各向同性与均匀高斯随机场的模拟表现出显著反常行为。具体而言，我们在 $FWHM = 320'$ 与 $FWHM = 640'$ 处观测到观测与模拟在环线数量上 $4\sigma$ 的偏离，对应 $5$ 度及以上的超视界尺度。此外，我们还注意到几乎所有所分析尺度上所有拓扑描述符均有 $2\sigma$ 的轻微显著偏离。我们的结果显示不同数据发布间具有一致性，因此该反常行为就其起源与影响而言值得仔细考量。若不计仪器系统误差这一不大可能的反常来源，该反常可能源于真正的天体物理——或许由于尚未分辨的前景，或确为原初性质。鉴于拓扑描述符潜在编码了各阶信息，原初或晚型非高斯性均可能是候选原因。其他可能性包括宇宙具有非平凡整体拓扑，含由大尺度拓扑缺陷引发的效应。