Planck 2013 results. XXIV. Constraints on primordial non-Gaussianity

Ade, P. A. R.; Aghanim, N.; Armitage-Caplan, C.; Arnaud, M.; Planck Collaboration; Ashdown, M.; Atrio-Barandela, F.; Aumont, J.; Baccigalupi, C.; Banday, A. J.; Barreiro, R. B.; Bartlett, J. G.; Bartolo, N.; Battaner, E.; Benabed, K.; Benoît, A.; Benoit-Lévy, A.; Bernard, J.-P.; Bersanelli, M.; Bielewicz, P.; Bobin, J.; Bock, J. J.; Bonaldi, A.; Bonavera, L.; Bond, J. R.; Borrill, J.; Bouchet, F. R.; Bridges, M.; Bucher, M.; Burigana, C.; Butler, R. C.; Cardoso, J.-F.; Catalano, A.; Challinor, A.; Chamballu, A.; Chiang, H. C.; Chiang, L.-Y.; Christensen, P. R.; Church, S.; Clements, D. L.; Colombi, S.; Colombo, L. P. L.; Couchot, F.; Coulais, A.; Crill, B. P.; Curto, A.; Cuttaia, F.; Danese, L.; Davies, R. D.; Davis, R. J.; de Bernardis, P.; de Rosa, A.; de Zotti, G.; Delabrouille, J.; Delouis, J.-M.; Désert, F.-X.; Diego, J. M.; Dole, H.; Donzelli, S.; Doré, O.; Douspis, M.; Ducout, A.; Dunkley, J.; Dupac, X.; Efstathiou, G.; Elsner, F.; Enßlin, T. A.; Eriksen, H. K.; Fergusson, J.; Finelli, F.; Forni, O.; Frailis, M.; Franceschi, E.; Galeotta, S.; Ganga, K.; Giard, M.; Giraud-Héraud, Y.; González-Nuevo, J.; Górski, K. M.; Gratton, S.; Gregorio, A.; Gruppuso, A.; Hansen, F. K.; Hanson, D.; Harrison, D.; Heavens, A.; Henrot-Versillé, S.; Hernández-Monteagudo, C.; Herranz, D.; Hildebrandt, S. R.; Hivon, E.; Hobson, M.; Holmes, W. A.; Hornstrup, A.; Hovest, W.; Huffenberger, K. M.; Jaffe, A. H.; Jaffe, T. R.; Jones, W. C.; Juvela, M. et al.
Referencia bibliográfica

Astronomy and Astrophysics, Volume 571, id.A24, 58 pp.

Fecha de publicación:
11
2014
Número de autores
240
Número de autores del IAC
2
Número de citas
744
Número de citas referidas
671
Descripción
The Planck nominal mission cosmic microwave background (CMB) maps yield unprecedented constraints on primordial non-Gaussianity (NG). Using three optimal bispectrum estimators, separable template-fitting (KSW), binned, and modal, we obtain consistent values for the primordial local, equilateral, and orthogonal bispectrum amplitudes, quoting as our final result fNLlocal = 2.7 ± 5.8, fNLequil = -42 ± 75, and fNLortho = -25 ± 39 (68% CL statistical). Non-Gaussianity is detected in the data; using skew-Cℓ statistics we find a nonzero bispectrum from residual point sources, and the integrated-Sachs-Wolfe-lensing bispectrum at a level expected in the ΛCDM scenario. The results are based on comprehensive cross-validation of these estimators on Gaussian and non-Gaussian simulations, are stable across component separation techniques, pass an extensive suite of tests, and are confirmed by skew-Cℓ, wavelet bispectrum and Minkowski functional estimators. Beyond estimates of individual shape amplitudes, we present model-independent, three-dimensional reconstructions of the Planck CMB bispectrum and thus derive constraints on early-Universe scenarios that generate primordial NG, including general single-field models of inflation, excited initial states (non-Bunch-Davies vacua), and directionally-dependent vector models. We provide an initial survey of scale-dependent feature and resonance models. These results bound both general single-field and multi-field model parameter ranges, such as the speed of sound, cs ≥ 0.02 (95% CL), in an effective field theory parametrization, and the curvaton decay fraction rD ≥ 0.15 (95% CL). The Planck data significantly limit the viable parameter space of the ekpyrotic/cyclic scenarios. The amplitude of the four-point function in the local model τNL< 2800 (95% CL). Taken together, these constraints represent the highest precision tests to date of physical mechanisms for the origin of cosmic structure.
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