Search for gravitational waves from binary black hole inspiral, merger, and ringdown

被引:92
作者
Abadie, J. [1 ]
Abbott, B. P. [1 ]
Abbott, R. [1 ]
Abernathy, M. [87 ]
Accadia, T. [36 ]
Acernese, F. [20 ,21 ]
Adams, C. [39 ]
Adhikari, R. [1 ]
Ajith, P. [1 ]
Allen, B. [3 ,100 ]
Allen, G. S. [73 ]
Ceron, E. Amador [100 ]
Amin, R. S.
Anderson, S. B. [1 ]
Anderson, W. G. [100 ]
Antonucci, F. [28 ]
Arain, M. A. [86 ]
Araya, M. C. [1 ]
Aronsson, M. [1 ]
Aso, Y. [1 ]
Aston, S. M. [85 ]
Astone, P. [28 ]
Atkinson, D. [38 ]
Aufmuth, P. [3 ,37 ]
Aulbert, C. [3 ,37 ]
Babak, S. [2 ]
Baker, P. [45 ]
Ballardin, G. [13 ]
Ballinger, T. [10 ]
Ballmer, S. [1 ]
Barker, D. [38 ]
Barnum, S. [40 ]
Barone, F. [20 ,22 ]
Barr, B. [87 ]
Barriga, P. [99 ]
Barsotti, L. [40 ]
Barsuglia, M. [5 ]
Barton, M. A. [38 ]
Bartos, I. [12 ]
Bassiri, R. [87 ]
Bastarrika, M. [87 ]
Bauchrowitz, J. [3 ,37 ]
Bauer, Th. S. [49 ]
Behnke, B. [2 ]
Beker, M. G. [49 ]
Belletoile, A. [36 ]
Benacquista, M. [80 ]
Bertolini, A. [3 ,37 ]
Betzwieser, J. [1 ]
Beveridge, N. [87 ]
机构
[1] CALTECH, LIGO, Pasadena, CA 91125 USA
[2] Max Planck Inst Gravitat Phys, Albert Einstein Inst, D-14476 Golm, Germany
[3] Max Planck Inst Gravitat Phys, Albert Einstein Inst, D-30167 Hannover, Germany
[4] Andrews Univ, Berrien Springs, MI 49104 USA
[5] Univ Paris Diderot, Lab AstroParticule & Cosmol APC, Observ Paris, CNRS,IN2P3,CEA,DSM,IRFU, F-75013 Paris, France
[6] Australian Natl Univ, Canberra, ACT 0200, Australia
[7] Calif State Univ Fullerton, Fullerton, CA 92831 USA
[8] Caltech CaRT, Pasadena, CA 91125 USA
[9] Cardiff Univ, Cardiff CF24 3AA, S Glam, Wales
[10] Carleton Coll, Northfield, MN 55057 USA
[11] Charles Sturt Univ, Wagga Wagga, NSW 2678, Australia
[12] Columbia Univ, New York, NY 10027 USA
[13] EGO, I-56021 Cascina, PI, Italy
[14] Embry Riddle Aeronaut Univ, Prescott, AZ 86301 USA
[15] Eotvos Lorand Univ, H-1117 Budapest, Hungary
[16] Hobart & William Smith Coll, Geneva, NY 14456 USA
[17] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Firenze, I-50019 Sesto Fiorentino, Italy
[18] Univ Urbino Carlo Bo, I-61029 Urbino, Italy
[19] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Genova, I-16146 Genoa, Italy
[20] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Napoli, Naples, Italy
[21] Univ Naples Federico II, I-80126 Naples, Italy
[22] Univ Salerno, I-84084 Salerno, Italy
[23] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Perugia, I-06123 Perugia, Italy
[24] Univ Perugia, I-06123 Perugia, Italy
[25] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Pisa, Pisa, Italy
[26] Univ Pisa, I-56127 Pisa, Italy
[27] Univ Siena, I-53100 Siena, Italy
[28] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Roma, Rome, Italy
[29] Univ Roma La Sapienza, I-00185 Rome, Italy
[30] Univ Roma Tor Vergata, I-00133 Rome, Italy
[31] Univ Aquila, I-67100 Laquila, Italy
[32] Inst Appl Phys, Nizhnii Novgorod 603950, Russia
[33] Interuniv Ctr Astron & Astrophys, Pune 411007, Maharashtra, India
[34] Univ Paris 11, LAL, IN2P3, CNRS, F-91898 Orsay, France
[35] CNRS, ESPCI, F-75005 Paris, France
[36] Univ Savoie, LAPP, CNRS, IN2P3, F-74941 Annecy Le Vieux, France
[37] Leibniz Univ Hannover, D-30167 Hannover, Germany
[38] LIGO Hanford Observ, Richland, WA 99352 USA
[39] LIGO Livingston Observ, Livingston, LA 70754 USA
[40] MIT, LIGO, Cambridge, MA 02139 USA
[41] CNRS, IN2P3, LMA, F-69622 Villeurbanne, France
[42] Louisiana State Univ, Baton Rouge, LA 70803 USA
[43] Louisiana Tech Univ, Ruston, LA 71272 USA
[44] McNeese State Univ, Lake Charles, LA 70609 USA
[45] Montana State Univ, Bozeman, MT 59717 USA
[46] Moscow MV Lomonosov State Univ, Moscow 119992, Russia
[47] NASA, Goddard Space Flight Ctr, Greenbelt, MD 20771 USA
[48] Natl Astron Observ Japan, Tokyo 1818588, Japan
[49] Nikhef, Amsterdam, Netherlands
[50] Vrije Univ Amsterdam, NL-1081 HV Amsterdam, Netherlands
来源
PHYSICAL REVIEW D | 2011年 / 83卷 / 12期
基金
澳大利亚研究理事会; 美国国家科学基金会; 美国国家航空航天局; 英国科学技术设施理事会;
关键词
MODELING KICKS; MASS; COALESCENCE; SPIN; FILTERS; CHOICE; RATES;
D O I
10.1103/PhysRevD.83.122005
中图分类号
P1 [天文学];
学科分类号
0704 ;
摘要
We present the first modeled search for gravitational waves using the complete binary black-hole gravitational waveform from inspiral through the merger and ringdown for binaries with negligible component spin. We searched approximately 2 years of LIGO data, taken between November 2005 and September 2007, for systems with component masses of 1-99M(circle dot) and total masses of 25-100M(circle dot). We did not detect any plausible gravitational-wave signals but we do place upper limits on the merger rate of binary black holes as a function of the component masses in this range. We constrain the rate of mergers for 19M(circle dot) <= m(1), m(2) <= 28M(circle dot) binary black-hole systems with negligible spin to be no more than 2.0 Mpc(-3) Myr(-1) at 90% confidence.
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[1]   Predictions for the rates of compact binary coalescences observable by ground-based gravitational-wave detectors [J].
Abadie, J. ;
Abbott, B. P. ;
Abbott, R. ;
Abernathy, M. ;
Accadia, T. ;
Acerneseac, F. ;
Adams, C. ;
Adhikari, R. ;
Ajith, P. ;
Allen, B. ;
Allen, G. ;
Ceron, E. Amador ;
Amin, R. S. ;
Anderson, S. B. ;
Anderson, W. G. ;
Antonuccia, F. ;
Aoudiaa, S. ;
Arain, M. A. ;
Araya, M. ;
Aronsson, M. ;
Arun, K. G. ;
Aso, Y. ;
Aston, S. ;
Astonea, P. ;
Atkinson, D. E. ;
Aufmuth, P. ;
Aulbert, C. ;
Babak, S. ;
Baker, P. ;
Ballardin, G. ;
Ballmer, S. ;
Barker, D. ;
Barnum, S. ;
Baroneac, F. ;
Barr, B. ;
Barriga, P. ;
Barsotti, L. ;
Barsuglia, M. ;
Barton, M. A. ;
Bartos, I. ;
Bassiri, R. ;
Bastarrika, M. ;
Bauchrowitz, J. ;
Bauera, Th S. ;
Behnke, B. ;
Beker, M. G. ;
Benacquista, M. ;
Bertolini, A. ;
Betzwieser, J. ;
Beveridge, N. .
CLASSICAL AND QUANTUM GRAVITY, 2010, 27 (17)
[2]   Calibration of the LIGO gravitational wave detectors in the fifth science run [J].
Abadie, J. ;
Abbott, B. P. ;
Abbott, R. ;
Abernathy, M. ;
Adams, C. ;
Adhikari, R. ;
Ajith, P. ;
Allen, B. ;
Allen, G. ;
Ceron, E. Amador ;
Amin, R. S. ;
Anderson, S. B. ;
Anderson, W. G. ;
Arain, M. A. ;
Araya, M. ;
Aronsson, M. ;
Aso, Y. ;
Aston, S. ;
Atkinson, D. E. ;
Aufmuth, P. ;
Aulbert, C. ;
Babak, S. ;
Baker, P. ;
Ballmer, S. ;
Barkers, D. ;
Barnum, S. ;
Barr, B. ;
Barriga, P. ;
Barsotti, L. ;
Barton, M. A. ;
Bartos, I. ;
Bassiri, R. ;
Bastarrika, M. ;
Bauchrowitz, J. ;
Behnke, B. ;
Benacquista, M. ;
Bertolini, A. ;
Betzwieser, J. ;
Beveridge, N. ;
Beyersdorf, P. T. ;
Bilenko, I. A. ;
Billingsley, G. ;
Birch, J. ;
Biswas, R. ;
Black, E. ;
Blackburn, J. K. ;
Blackburn, L. ;
Blaii, D. ;
Bland, B. ;
Bock, O. .
NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, 2010, 624 (01) :223-240
[3]   All-sky search for gravitational-wave bursts in the first joint LIGO-GEO-Virgo run [J].
Abadie, J. ;
Abbott, B. P. ;
Abbott, R. ;
Accadia, T. ;
Acernese, F. ;
Adhikari, R. ;
Ajith, P. ;
Allen, B. ;
Allen, G. ;
Ceron, E. Amador ;
Amin, R. S. ;
Anderson, S. B. ;
Anderson, W. G. ;
Antonucci, F. ;
Arain, M. A. ;
Araya, M. ;
Arun, K. G. ;
Aso, Y. ;
Aston, S. ;
Astone, P. ;
Aufmuth, P. ;
Aulbert, C. ;
Babak, S. ;
Baker, P. ;
Ballardin, G. ;
Ballmer, S. ;
Barker, D. ;
Barone, F. ;
Barr, B. ;
Barriga, P. ;
Barsotti, L. ;
Barsuglia, M. ;
Barton, M. A. ;
Bartos, I. ;
Bassiri, R. ;
Bastarrika, M. ;
Bauer, Th. S. ;
Behnke, B. ;
Beker, M. G. ;
Belletoile, A. ;
Benacquista, M. ;
Betzwieser, J. ;
Beyersdorf, P. T. ;
Bigotta, S. ;
Bilenko, I. A. ;
Billingsley, G. ;
Birindelli, S. ;
Biswas, R. ;
Bizouard, M. A. ;
Black, E. .
PHYSICAL REVIEW D, 2010, 81 (10)
[4]   Search for gravitational waves from binary black hole inspirals in LIGO data [J].
Abbott, B ;
Abbott, R ;
Adhikari, R ;
Ageev, A ;
Agresti, J ;
Ajith, P ;
Allen, B ;
Allen, J ;
Amin, R ;
Anderson, SB ;
Anderson, WG ;
Araya, M ;
Armandula, H ;
Ashley, M ;
Asiri, F ;
Aufmuth, P ;
Aulbert, C ;
Babak, S ;
Balasubramanian, R ;
Ballmer, S ;
Barish, BC ;
Barker, C ;
Barker, D ;
Barnes, M ;
Barr, B ;
Barton, MA ;
Bayer, K ;
Beausoleil, R ;
Belczynski, K ;
Bennett, R ;
Berukoff, SJ ;
Betzwieser, J ;
Bhawal, B ;
Bilenko, IA ;
Billingsley, G ;
Black, E ;
Blackburn, K ;
Blackburn, L ;
Bland, B ;
Bochner, B ;
Bogue, L ;
Bork, R ;
Bose, S ;
Brady, PR ;
Braginsky, VB ;
Brau, JE ;
Brown, DA ;
Bullington, A ;
Bunkowski, A ;
Buonanno, A .
PHYSICAL REVIEW D, 2006, 73 (06)
[5]   Search for gravitational waves from binary inspirals in S3 and S4 LIGO data [J].
Abbott, B. ;
Abbott, R. ;
Adhikari, R. ;
Agresti, J. ;
Ajith, P. ;
Allen, B. ;
Amin, R. ;
Anderson, S. B. ;
Anderson, W. G. ;
Arain, M. ;
Araya, M. ;
Armandula, H. ;
Ashley, M. ;
Aston, S. ;
Aufmuth, P. ;
Aulbert, C. ;
Babak, S. ;
Ballmer, S. ;
Bantilan, H. ;
Barish, B. C. ;
Barker, C. ;
Barker, D. ;
Barr, B. ;
Barriga, P. ;
Barton, M. A. ;
Bayer, K. ;
Belczynski, K. ;
Betzwieser, J. ;
Beyersdorf, P. T. ;
Bhawal, B. ;
Bilenko, I. A. ;
Billingsley, G. ;
Biswas, R. ;
Black, E. ;
Blackburn, K. ;
Blackburn, L. ;
Blair, D. ;
Bland, B. ;
Bogenstahl, J. ;
Bogue, L. ;
Bork, R. ;
Boschi, V. ;
Bose, S. ;
Brady, P. R. ;
Braginsky, V. B. ;
Brau, J. E. ;
Brinkmann, M. ;
Brooks, A. ;
Brown, D. A. ;
Bullington, A. .
PHYSICAL REVIEW D, 2008, 77 (06)
[6]   Search of S3 LIGO data for gravitational wave signals from spinning black hole and neutron star binary inspirals [J].
Abbott, B. ;
Abbott, R. ;
Adhikai, R. ;
Agresti, J. ;
Ajith, P. ;
Allen, B. ;
Amin, R. ;
Anderson, S. B. ;
Anderson, W. G. ;
Arain, M. ;
Araya, M. ;
Armandula, H. ;
Ashley, M. ;
Aston, S. ;
Aufmuth, P. ;
Aulbert, C. ;
Babak, S. ;
Ballmer, S. ;
Bantilan, H. ;
Barish, B. C. ;
Barker, C. ;
Barker, D. ;
Barr, B. ;
Barriga, P. ;
Barton, M. A. ;
Bayer, K. ;
Betzwieser, J. ;
Beyersdorf, P. T. ;
Bhawal, B. ;
Bilenko, I. A. ;
Billingsley, G. ;
Biswas, R. ;
Black, E. ;
Blackburn, K. ;
Blackburn, L. ;
Blair, D. ;
Bland, B. ;
Bogenstahl, J. ;
Bogue, L. ;
Bork, R. ;
Boschi, V. ;
Bose, S. ;
Brad, P. R. ;
Braginsky, V. B. ;
Brau, J. E. ;
Brinkmann, M. ;
Brooks, A. ;
Brown, D. A. ;
Bullington, A. ;
Bunkowski, A. .
PHYSICAL REVIEW D, 2008, 78 (04)
[7]   Search for gravitational wave ringdowns from perturbed black holes in LIGO S4 data [J].
Abbott, B. P. ;
Abbott, R. ;
Adhikari, R. ;
Ajith, P. ;
Allen, B. ;
Allen, G. ;
Amin, R. S. ;
Anderson, S. B. ;
Anderson, W. G. ;
Arain, M. A. ;
Araya, M. ;
Armandula, H. ;
Armor, P. ;
Aso, Y. ;
Aston, S. ;
Aufmuth, P. ;
Aulbert, C. ;
Babak, S. ;
Baker, P. ;
Ballmer, S. ;
Barker, C. ;
Barker, D. ;
Barr, B. ;
Barriga, P. ;
Barsotti, L. ;
Barton, M. A. ;
Bartos, I. ;
Bassiri, R. ;
Bastarrika, M. ;
Behnke, B. ;
Benacquista, M. ;
Betzwieser, J. ;
Beyersdorf, P. T. ;
Bilenko, I. A. ;
Billingsley, G. ;
Biswas, R. ;
Black, E. ;
Blackburn, J. K. ;
Blackburn, L. ;
Blair, D. ;
Bland, B. ;
Bodiya, T. P. ;
Bogue, L. ;
Bork, R. ;
Boschi, V. ;
Bose, S. ;
Brady, P. R. ;
Braginsky, V. B. ;
Brau, J. E. ;
Bridges, D. O. .
PHYSICAL REVIEW D, 2009, 80 (06)
[8]   Search for gravitational waves from low mass compact binary coalescence in 186 days of LIGO's fifth science run [J].
Abbott, B. P. ;
Abbott, R. ;
Adhikari, R. ;
Ajith, P. ;
Allen, B. ;
Allen, G. ;
Amin, R. S. ;
Anderson, S. B. ;
Anderson, W. G. ;
Arain, M. A. ;
Araya, M. ;
Armandula, H. ;
Armor, P. ;
Aso, Y. ;
Aston, S. ;
Aufmuth, P. ;
Aulbert, C. ;
Babak, S. ;
Baker, P. ;
Ballmer, S. ;
Barker, C. ;
Barker, D. ;
Barr, B. ;
Barriga, P. ;
Barsotti, L. ;
Barton, M. A. ;
Bartos, I. ;
Bassiri, R. ;
Bastarrika, M. ;
Behnke, B. ;
Benacquista, M. ;
Betzwieser, J. ;
Beyersdorf, P. T. ;
Bilenko, I. A. ;
Billingsley, G. ;
Biswas, R. ;
Black, E. ;
Blackburn, J. K. ;
Blackburn, L. ;
Blair, D. ;
Bland, B. ;
Bodiya, T. P. ;
Bogue, L. ;
Bork, R. ;
Boschi, V. ;
Bose, S. ;
Brady, P. R. ;
Braginsky, V. B. ;
Brau, J. E. ;
Bridges, D. O. .
PHYSICAL REVIEW D, 2009, 80 (04)
[9]   LIGO: the Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory [J].
Abbott, B. P. ;
Abbott, R. ;
Adhikari, R. ;
Ajith, P. ;
Allen, B. ;
Allen, G. ;
Amin, R. S. ;
Anderson, S. B. ;
Anderson, W. G. ;
Arain, M. A. ;
Araya, M. ;
Armandula, H. ;
Armor, P. ;
Aso, Y. ;
Aston, S. ;
Aufmuth, P. ;
Aulbert, C. ;
Babak, S. ;
Baker, P. ;
Ballmer, S. ;
Barker, C. ;
Barker, D. ;
Barr, B. ;
Barriga, P. ;
Barsotti, L. ;
Barton, M. A. ;
Bartos, I. ;
Bassiri, R. ;
Bastarrika, M. ;
Behnke, B. ;
Benacquista, M. ;
Betzwieser, J. ;
Beyersdorf, P. T. ;
Bilenko, I. A. ;
Billingsley, G. ;
Biswas, R. ;
Black, E. ;
Blackburn, J. K. ;
Blackburn, L. ;
Blair, D. ;
Bland, B. ;
Bodiya, T. P. ;
Bogue, L. ;
Bork, R. ;
Boschi, V. ;
Bose, S. ;
Brady, P. R. ;
Braginsky, V. B. ;
Brau, J. E. ;
Bridges, D. O. .
REPORTS ON PROGRESS IN PHYSICS, 2009, 72 (07)
[10]   Search for gravitational waves from low mass binary coalescences in the first year of LIGO's S5 data [J].
Abbott, B. P. ;
Abbott, R. ;
Adhikari, R. ;
Ajith, P. ;
Allen, B. ;
Allen, G. ;
Amin, R. S. ;
Anderson, S. B. ;
Anderson, W. G. ;
Arain, M. A. ;
Araya, M. ;
Armandula, H. ;
Armor, P. ;
Aso, Y. ;
Aston, S. ;
Aufmuth, P. ;
Aulbert, C. ;
Babak, S. ;
Baker, P. ;
Ballmer, S. ;
Barker, C. ;
Barker, D. ;
Barr, B. ;
Barriga, P. ;
Barsotti, L. ;
Barton, M. A. ;
Bartos, I. ;
Bassiri, R. ;
Bastarrika, M. ;
Behnke, B. ;
Benacquista, M. ;
Betzwieser, J. ;
Beyersdorf, P. T. ;
Bilenko, I. A. ;
Billingsley, G. ;
Biswas, R. ;
Black, E. ;
Blackburn, J. K. ;
Blackburn, L. ;
Blair, D. ;
Bland, B. ;
Bodiya, T. P. ;
Bogue, L. ;
Bork, R. ;
Boschi, V. ;
Bose, S. ;
Brady, P. R. ;
Braginsky, V. B. ;
Brau, J. E. ;
Bridges, D. O. .
PHYSICAL REVIEW D, 2009, 79 (12)