Planck 2018 results. IX. Constraints on primordial non-Gaussianity

Collaboration, Planck; Akrami, Y.; Arroja, F.; Ashdown, M.; Aumont, J.; Baccigalupi, C.; Ballardini, M.; Banday, A. J.; Barreiro, R. B.; Bartolo, N.; Basak, S.; Benabed, K.; Bernard, J. -P.; Bersanelli, M.; Bielewicz, P.; Bond, J. R.; Borrill, J.; Bouchet, F. R.; Bucher, M.; Burigana, C.; Butler, R. C.; Calabrese, E.; Cardoso, J. -F.; Casaponsa, B.; Challinor, A.; Chiang, H. C.; Colombo, L. P. L.; Combet, C.; Crill, B. P.; Cuttaia, F.; de Bernardis, P.; de Zotti, G.; Delabrouille, J.; Delouis, J. -M.; Di Valentino, E.; Diego, J. M.; Doré, O.; Douspis, M.; Ducout, A.; Dupac, X.; Dusini, S.; Efstathiou, G.; Elsner, F.; Enßlin, T. A.; Eriksen, H. K.; Fantaye, Y.; Fergusson, J.; Fernandez-Cobos, R.; Finelli, F.; Frailis, M.; Fraisse, A. A.; Franceschi, E.; Frolov, A.; Galeotta, S.; Ganga, K.; Génova-Santos, R. T.; Gerbino, M.; González-Nuevo, J.; Górski, K. M.; Gratton, S.; Gruppuso, A.; Gudmundsson, J. E.; Hamann, J.; Handley, W.; Hansen, F. K.; Herranz, D.; Hivon, E.; Huang, Z.; Jaffe, A. H.; Jones, W. C.; Jung, G.; Keihänen, E.; Keskitalo, R.; Kiiveri, K.; Kim, J.; Krachmalnicoff, N.; Kunz, M.; Kurki-Suonio, H.; Lamarre, J. -M.; Lasenby, A.; Lattanzi, M.; Lawrence, C. R.; Le Jeune, M.; Levrier, F.; Lewis, A.; Liguori, M.; Lilje, P. B.; Lindholm, V.; López-Caniego, M.; Y. -Z., Ma; Macías-Pérez, J. F.; Maggio, G.; Maino, D.; Mandolesi, N.; Marcos-Caballero, A.; Maris, M.; Martin, P. G.; Martínez-González, E.; Matarrese, S.; Mauri, N.; Mcewen, J. D.; Meerburg, P. D.; Meinhold, P. R.; Melchiorri, A.; Mennella, A.; Migliaccio, M.; Miville-Deschênes, M. -A.; Molinari, D.; Moneti, A.; Montier, L.; Morgante, G.; Moss, A.; Münchmeyer, M.; Natoli, P.; Oppizzi, F.; Pagano, L.; Paoletti, D.; Partridge, B.; Patanchon, G.; Perrotta, F.; Pettorino, V.; Piacentini, F.; Polenta, G.; Puget, J. -L.; Rachen, J. P.; Racine, B.; Reinecke, M.; Remazeilles, M.; Renzi, A.; Rocha, G.; Rubiño-Martín, J. A.; Ruiz-Granados, B.; Salvati, L.; Savelainen, M.; Scott, D.; Shellard, E. P. S.; Shiraishi, M.; Sirignano, C.; Sirri, G.; Smith, K.; Spencer, L. D.; Stanco, L.; Sunyaev, R.; Suur-Uski, A. -S.; Tauber, J. A.; Tavagnacco, D.; Tenti, M.; Toffolatti, L.; Tomasi, M.; Trombetti, T.; Valiviita, J.; Van Tent, B.; Vielva, P.; Villa, F.; Vittorio, N.; Wandelt, B. D.; Wehus, I. K.; Zacchei, A.; Zonca, A.

doi:10.1051/0004-6361/201935891

We analyse the Planck full-mission cosmic microwave background (CMB) temperature and E-mode polarization maps to obtain constraints on primordial non-Gaussianity (NG). We compare estimates obtained from separable template-fitting, binned, and modal bispectrum estimators, finding consistent values for the local, equilateral, and orthogonal bispectrum amplitudes. Our combined temperature and polarization analysis produces the following results: f_NL^local = -0.9 +- 5.1; f_NL^equil = -26 +- 47; and f_NL^ortho = - 38 +- 24 (68%CL, statistical). These results include the low-multipole (4 <= l < 40) polarization data, not included in our previous analysis, pass an extensive battery of tests, and are stable with respect to our 2015 measurements. Polarization bispectra display a significant improvement in robustness; they can now be used independently to set NG constraints. We consider a large number of additional cases, e.g. scale-dependent feature and resonance bispectra, isocurvature primordial NG, and parity-breaking models, where we also place tight constraints but do not detect any signal. The non-primordial lensing bispectrum is detected with an improved significance compared to 2015, excluding the null hypothesis at 3.5 sigma. We present model-independent reconstructions and analyses of the CMB bispectrum. Our final constraint on the local trispectrum shape is g_NLl^local = (-5.8 +-6.5) x 10^4 (68%CL, statistical), while constraints for other trispectra are also determined. We constrain the parameter space of different early-Universe scenarios, including general single-field models of inflation, multi-field and axion field parity-breaking models. Our results provide a high-precision test for structure-formation scenarios, in complete agreement with the basic picture of the LambdaCDM cosmology regarding the statistics of the initial conditions (abridged).

Planck 2018 results. IX. Constraints on primordial non-Gaussianity / Planck Collaboration; Y. Akrami; F. Arroja; M. Ashdown; J. Aumont; C. Baccigalupi; M. Ballardini; A. J. Banday; R. B. Barreiro; N. Bartolo; S. Basak; K. Benabed; J. -P. Bernard; M. Bersanelli; P. Bielewicz; J. R. Bond; J. Borrill; F. R. Bouchet; M. Bucher; C. Burigana; R. C. Butler; E. Calabrese; J. -F. Cardoso; B. Casaponsa; A. Challinor; H. C. Chiang; L. P. L. Colombo; C. Combet; B. P. Crill; F. Cuttaia; P. de Bernardis; A. de Rosa; G. de Zotti; J. Delabrouille; J. -M. Delouis; E. Di Valentino; J. M. Diego; O. Doré; M. Douspis; A. Ducout; X. Dupac; S. Dusini; G. Efstathiou; F. Elsner; T. A. Enßlin; H. K. Eriksen; Y. Fantaye; J. Fergusson; R. Fernandez-Cobos; F. Finelli; M. Frailis; A. A. Fraisse; E. Franceschi; A. Frolov; S. Galeotta; K. Ganga; R. T. Génova-Santos; M. Gerbino; J. González-Nuevo; K. M. Górski; S. Gratton; A. Gruppuso; J. E. Gudmundsson; J. Hamann; W. Handley; F. K. Hansen; D. Herranz; E. Hivon; Z. Huang; A. H. Jaffe; W. C. Jones; G. Jung; E. Keihänen; R. Keskitalo; K. Kiiveri; J. Kim; N. Krachmalnicoff; M. Kunz; H. Kurki-Suonio; J. -M. Lamarre; A. Lasenby; M. Lattanzi; C. R. Lawrence; M. Le Jeune; F. Levrier; A. Lewis; M. Liguori; P. B. Lilje; V. Lindholm; M. López-Caniego; Y. -Z. Ma; J. F. Macías-Pérez; G. Maggio; D. Maino; N. Mandolesi; A. Marcos-Caballero; M. Maris; P. G. Martin; E. Martínez-González; S. Matarrese; N. Mauri; J. D. McEwen; P. D. Meerburg; P. R. Meinhold; A. Melchiorri; A. Mennella; M. Migliaccio; M. -A. Miville-Deschênes; D. Molinari; A. Moneti; L. Montier; G. Morgante; A. Moss; M. Münchmeyer; P. Natoli; F. Oppizzi; L. Pagano; D. Paoletti; B. Partridge; G. Patanchon; F. Perrotta; V. Pettorino; F. Piacentini; G. Polenta; J. -L. Puget; J. P. Rachen; B. Racine; M. Reinecke; M. Remazeilles; A. Renzi; G. Rocha; J. A. Rubiño-Martín; B. Ruiz-Granados; L. Salvati; M. Savelainen; D. Scott; E. P. S. Shellard; M. Shiraishi; C. Sirignano; G. Sirri; K. Smith; L. D. Spencer; L. Stanco; R. Sunyaev; A. -S. Suur-Uski; J. A. Tauber; D. Tavagnacco; M. Tenti; L. Toffolatti; M. Tomasi; T. Trombetti; J. Valiviita; B. Van Tent; P. Vielva; F. Villa; N. Vittorio; B. D. Wandelt; I. K. Wehus; A. Zacchei; A. Zonca. - In: ASTRONOMY & ASTROPHYSICS. - ISSN 0004-6361. - ELETTRONICO. - 641:(2020), pp. A9.1-A9.47. [10.1051/0004-6361/201935891]