宇宙弦诱导的小角度 CMB 温度各向异性

我们利用 Nambu-Goto 数值模拟，计算了 Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker (FLRW) 膨胀宇宙中宇宙弦网络在角分尺度上诱导的宇宙微波背景 (CMB) 温度各向异性。我们在 7.2 度的视场内生成了 84 个统计独立的地图，用于推导单点分布和两点相关函数等基本统计估计量。在高多极矩下，弦诱导的 CMB 温度各向异性的平均角功率谱可由幂律描述，其缓慢衰减为$\ell^{-p}$，其中$p=0.889 (+0.001,-0.090)$（仅包含系统误差）。这种行为表明，弦对整体 CMB 各向异性的非零贡献可能成为小角尺度涨落的主要来源。因此，我们讨论了在典型的角分衍射极限实验中，温度梯度幅值算子追踪弦的效果。综合考虑热和非线性运动学 Sunyaev-Zel'dovich 效应、Ostriker-Vishniac 效应以及当前 favored 的绝热原初各向异性，我们发现，在这样的地图上，弦应该是“肉眼可见”的，对于张力$U$低至$GU \simeq 2 \times 10^{-7}$（以 Planck 单位计），在 7.2 度的梯度地图上至少可观察到约十个独特的弦特征。这表明，利用即将进行的实验如 Atacama Cosmology Telescope (ACT)，将优化的非高斯、专用于弦的统计估计量应用于小角度 CMB 温度或梯度地图，可能对 CMB 各向异性中可能的宇宙弦贡献施加严格限制。