用于搜寻弦诱导 CMB 各向异性的多尺度流水线

我们提出了一种多尺度边缘检测算法，用于搜寻宇宙弦（CS）网络在宇宙微波背景辐射（CMB）各向异性上留下的 Gott-Kaiser-Stebbins 痕迹。该算法利用曲波分解与扩展 Canny 算法来增强弦的可探测性。随后应用多种统计工具，以量化含有宇宙弦贡献的 CMB 图相对于暴胀起源的纯高斯各向异性的偏离。这些统计测度包括：单点概率密度函数、各向异性的加权两点相关函数（TPCF）、峰值与上穿图的未加权 TPCF，以及它们之间的互相关。我们在一百幅模拟的 Nambu-Goto CMB 平坦天图（覆盖约 $10\%$ 的天空）上，针对不同的弦张力 $G\mu$ 使用了该算法。在角分辨率为 $0.9'$ 的无噪声天图中，我们表明该流水线可检测到 $G\mu$ 低至 $G\mu\gtrsim 4.3\times 10^{-10}$ 的 CS。在相同分辨率下，若噪声水平达到 CMB-S4 第二阶段实验的典型值，检测阈值将为 $G\mu\gtrsim 1.2 \times 10^{-7}$。