Planck 2013 结果. XXV. 对宇宙弦及其他拓扑缺陷的搜寻

Planck 数据已被用于对宇宙弦及其他缺陷提供严格的新限制。我们描述了由宇宙弦诱导的 CMB 功率谱预测,这些预测是利用视线玻尔兹曼求解器通过网络模型和模拟计算得出的。我们研究了 Nambu-Goto 宇宙弦,以及辐射效应重要的场论弦,从而涵盖了弦模型中理论不确定性的范围。我们将来自弦的角功率谱添加到一个简单绝热模型的功率谱中,额外占比定义为在多极矩 $\ell=10$ 处的 $f_{10}$。该参数已使用 COSMOMC 以平坦先验加入标准的六参数拟合中。对于 Nambu-Goto 弦模型,我们在 95% 置信度下获得了弦张力的限制 $G\mu/c^2 < 1.5 x 10^{-7}$ 和 $f_{10} < 0.015$,在纳入高 $\ell$ CMB 数据后可改进为 $G\mu/c^2 < 1.3 x 10^{-7}$ 和 $f_{10} < 0.010$。对于 abelian-Higgs 场论模型,我们发现 $G\mu_{AH}/c^2 < 3.2 x 10^{-7}$ 和 $f_{10} < 0.028$。还给出了 $f_{10}$ 以及 $f_{10}$--$\Omega_b h^2$ 平面的边缘化似然。我们还获得了包含半局域弦和全局纹理模型的 $f_{10}$ 限制,对应 $G\mu/c^2 < 1.1 x 10^{-6}$。我们对宇宙弦特有的非高斯特征进行了互补搜寻,并使用由复合弦网络生成的全天 Planck 分辨率 CMB 图进行了校准。我们利用模态双谱估计获得了 95% 置信度下弦张力的上限 $G\mu/c^2 < 8.8 x 10^{-7}$,利用 Minkowski 泛函进行实空间搜寻获得了 $G\mu/c^2 < 7.8 x 10^{-7}$。这些是保守的上限,因为非高斯分析中仅包含了复合后的弦贡献。