On the Reconstruction of the Scalar Mode of GW170817 in Scalar-Tensor Gravity Theory

被引：0

作者：

Gushima, Yuya ^{[1
]}

Hayama, Kazuhiro ^{[1
]}

机构：

[1] Fukuoka Univ, Fac Sci, Dept Phys, Jonan Ku, Nanakuma 8-19-1, Fukuoka 8140180, Japan

来源：

ANNALEN DER PHYSIK | 2024年 / 536卷 / 02期

基金：

美国国家科学基金会;

关键词：

gravitational waves; gravity theory; GW170817; polarization; scalar-modes;

D O I：

10.1002/andp.202200139

中图分类号：

O4 [物理学];

学科分类号：

0702 ;

摘要：

In general metric theory of gravity, a gravitational wave is allowed to have up to six polarizations: two scalar and two vector modes in addition to tensor modes. In case the number of laser-interferometric gravitational wave telescopes is larger than the number of polarizations of a gravitational wave, all the polarizations can be individually reconstructed. Since it depends on theories of gravity which polarizations the gravitational waves have, the investigation of polarizations is important for the test of theories of gravity. In order to test the scalar-tensor gravity theory, one of important alternative theories of gravity, the scalar mode of GW170817 observed by LIGO Livingstone, Hanford and Virgo is reconstructed without prior information about any tensor-scalar gravity theories. The upper limit of the scalar mode in term of the band-limited root-sum-square of the amplitude is 4.37 x 10(-21)[Hz(-1/2)] with the time window of 2 [s] and frequency window of approximate to 60-120 [Hz]. It is also studied how much the tensor modes are leaked into the reconstructed scalar mode, and it is found that the reconstructed scalar mode contains roughly 30% of energy leaked from the tensor modes.

引用

页数：6

共 27 条

[1] GWTC-1: A Gravitational-Wave Transient Catalog of Compact Binary Mergers Observed by LIGO and Virgo during the First and Second Observing Runs [J].

Abbott, B. P. ;

Abbott, R. ;

Abbott, T. D. ;

Abraham, S. ;

Acernese, F. ;

Ackley, K. ;

Adams, C. ;

Adhikari, R. X. ;

Adya, V. B. ;

Affeldt, C. ;

Agathos, M. ;

Agatsuma, K. ;

Aggarwal, N. ;

Aguiar, O. D. ;

Aiello, L. ;

Ain, A. ;

Ajith, P. ;

Allen, G. ;

Allocca, A. ;

Aloy, M. A. ;

Altin, P. A. ;

Amato, A. ;

Ananyeva, A. ;

Anderson, S. B. ;

Anderson, W. G. ;

Angelova, S., V ;

Antier, S. ;

Appert, S. ;

Arai, K. ;

Araya, M. C. ;

Areeda, J. S. ;

Arene, M. ;

Arnaud, N. ;

Arun, K. G. ;

Ascenzi, S. ;

Ashton, G. ;

Aston, S. M. ;

Astone, P. ;

Aubin, F. ;

Aufmuth, P. ;

AultONeal, K. ;

Austin, C. ;

Avendano, V ;

Avila-Alvarez, A. ;

Babak, S. ;

Bacon, P. ;

Badaracco, F. ;

Bader, M. K. M. ;

Bae, S. ;

Baker, P. T. .

PHYSICAL REVIEW X, 2019, 9 (03)

[2] Tests of General Relativity with GW170817 [J].

Abbott, B. P. ;

Abbott, R. ;

Abbott, T. D. ;

Acernese, F. ;

Ackley, K. ;

Adams, C. ;

Adams, T. ;

Addesso, P. ;

Adhikari, R. X. ;

Adya, V. B. ;

Affeldt, C. ;

Agarwal, B. ;

Agathos, M. ;

Agatsuma, K. ;

Aggarwal, N. ;

Aguiar, O. D. ;

Aiello, L. ;

Ain, A. ;

Ajith, P. ;

Allen, B. ;

Allen, G. ;

Allocca, A. ;

Aloy, M. A. ;

Altin, P. A. ;

Amato, A. ;

Ananyeva, A. ;

Anderson, S. B. ;

Anderson, W. G. ;

Angelova, S., V ;

Antier, S. ;

Appert, S. ;

Arai, K. ;

Araya, M. C. ;

Areeda, J. S. ;

Arene, M. ;

Arnaud, N. ;

Arun, K. G. ;

Ascenzi, S. ;

Ashton, G. ;

Ast, M. ;

Aston, S. M. ;

Astone, P. ;

Atallah, D., V ;

Aubin, F. ;

Aufmuth, P. ;

Aulbert, C. ;

AultONeal, K. ;

Austin, C. ;

Avila-Alvarez, A. ;

Babak, S. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2019, 123 (01)

[3] Properties of the Binary Neutron Star Merger GW170817 [J].

Abbott, B. P. ;

Abbott, R. ;

Abbott, T. D. ;

Acernese, F. ;

Ackley, K. ;

Adams, C. ;

Adams, T. ;

Addesso, P. ;

Adhikari, R. X. ;

Adya, V. B. ;

Affeldt, C. ;

Agarwal, B. ;

Agathos, M. ;

Agatsuma, K. ;

Aggarwal, N. ;

Aguiar, O. D. ;

Aiello, L. ;

Ain, A. ;

Ajith, P. ;

Allen, B. ;

Allen, G. ;

Allocca, A. ;

Aloy, M. A. ;

Altin, P. A. ;

Amato, A. ;

Ananyeva, A. ;

Anderson, S. B. ;

Anderson, W. G. ;

Angelova, S., V ;

Antier, S. ;

Appert, S. ;

Arai, K. ;

Araya, M. C. ;

Areeda, J. S. ;

Arene, M. ;

Arnaud, N. ;

Arun, K. G. ;

Ascenzi, S. ;

Ashton, G. ;

Ast, M. ;

Aston, S. M. ;

Astone, P. ;

Atallah, D., V ;

Aubin, F. ;

Aufmuth, P. ;

Aulbert, C. ;

AultONeal, K. ;

Austin, C. ;

Avila-Alvarez, A. ;

Babak, S. .

PHYSICAL REVIEW X, 2019, 9 (01)

[4] GW170817: Implications for the Stochastic Gravitational-Wave Background from Compact Binary Coalescences [J].

Abbott, B. P. ;

Abbott, R. ;

Abbott, T. D. ;

Acernese, F. ;

Ackley, K. ;

Adams, C. ;

Adams, T. ;

Addesso, P. ;

Adhikari, R. X. ;

Adya, V. B. ;

Affeldt, C. ;

Afrough, M. ;

Agarwal, B. ;

Agathos, M. ;

Agatsuma, K. ;

Aggarwal, N. ;

Aguiar, O. D. ;

Aiello, L. ;

Ain, A. ;

Ajith, P. ;

Allen, B. ;

Allen, G. ;

Allocca, A. ;

Altin, P. A. ;

Amato, A. ;

Ananyeva, A. ;

Anderson, S. B. ;

Anderson, W. G. ;

Angelova, S. V. ;

Antier, S. ;

Appert, S. ;

Arai, K. ;

Araya, M. C. ;

Areeda, J. S. ;

Arnaud, N. ;

Arun, K. G. ;

Ascenzi, S. ;

Ashton, G. ;

Ast, M. ;

Aston, S. M. ;

Astone, P. ;

Atallah, D. V. ;

Aufmuth, P. ;

Aulbert, C. ;

AultONeal, K. ;

Austin, C. ;

Avila-Alvarez, A. ;

Babak, S. ;

Bacon, P. ;

Bader, M. K. M. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2018, 120 (09)

[5] Gravitational Waves and Gamma-Rays from a Binary Neutron Star Merger: GW170817 and GRB 170817A [J].

Abbott, B. P. ;

Abbott, R. ;

Abbott, T. D. ;

Acernese, F. ;

Ackley, K. ;

Adams, C. ;

Adams, T. ;

Addesso, P. ;

Adhikari, R. X. ;

Adya, V. B. ;

Affeldt, C. ;

Afrough, M. ;

Agarwal, B. ;

Agathos, M. ;

Agatsuma, K. ;

Aggarwal, N. ;

Aguiar, O. D. ;

Aiello, L. ;

Ain, A. ;

Ajith, P. ;

Allen, B. ;

Allen, G. ;

Allocca, A. ;

Aloy, M. A. ;

Altin, P. A. ;

Amato, A. ;

Ananyeva, A. ;

Anderson, S. B. ;

Anderson, W. G. ;

Angelova, S. V. ;

Antier, S. ;

Appert, S. ;

Arai, K. ;

Araya, M. C. ;

Areeda, J. S. ;

Arnaud, N. ;

Arun, K. G. ;

Ascenzi, S. ;

Ashton, G. ;

Ast, M. ;

Aston, S. M. ;

Astone, P. ;

Atallah, D. V. ;

Aufmuth, P. ;

Aulbert, C. ;

AultONeal, K. ;

Austin, C. ;

Avila-Alvarez, A. ;

Babak, S. ;

Bacon, P. .

ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS, 2017, 848 (02)

[6] GW170814: A Three-Detector Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Coalescence [J].

Abbott, B. P. ;

Abbott, R. ;

Abbott, T. D. ;

Acernese, F. ;

Ackley, K. ;

Adams, C. ;

Adams, T. ;

Addesso, P. ;

Adhikari, R. X. ;

Adya, V. B. ;

Affeldt, C. ;

Afrough, M. ;

Agarwal, B. ;

Agathos, M. ;

Agatsuma, K. ;

Aggarwal, N. ;

Aguiar, O. D. ;

Aiello, L. ;

Ain, A. ;

Ajith, P. ;

Allen, B. ;

Allen, G. ;

Allocca, A. ;

Altin, P. A. ;

Amato, A. ;

Ananyeva, A. ;

Anderson, S. B. ;

Anderson, W. G. ;

Angelova, S. V. ;

Antier, S. ;

Appert, S. ;

Arai, K. ;

Araya, M. C. ;

Areeda, J. S. ;

Arnaud, N. ;

Arun, K. G. ;

Ascenzi, S. ;

Ashton, G. ;

Ast, M. ;

Aston, S. M. ;

Astone, P. ;

Atallah, D. V. ;

Aufmuth, P. ;

Aulbert, C. ;

AultONeal, K. ;

Austin, C. ;

Avila-Alvarez, A. ;

Babak, S. ;

Bacon, P. ;

Bader, M. K. M. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2017, 119 (14)

[7] An upper limit on the stochastic gravitational-wave background of cosmological origin [J].

Abbott, B. P. ;

Abbott, R. ;

Acernese, F. ;

Adhikari, R. ;

Ajith, P. ;

Allen, B. ;

Allen, G. ;

Alshourbagy, M. ;

Amin, R. S. ;

Anderson, S. B. ;

Anderson, W. G. ;

Antonucci, F. ;

Aoudia, S. ;

Arain, M. A. ;

Araya, M. ;

Armandula, H. ;

Armor, P. ;

Arun, K. G. ;

Aso, Y. ;

Aston, S. ;

Astone, P. ;

Aufmuth, P. ;

Aulbert, C. ;

Babak, S. ;

Baker, P. ;

Ballardin, G. ;

Ballmer, S. ;

Barker, C. ;

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. ;

Benacquista, M. ;

Betzwieser, J. ;

Beyersdorf, P. T. ;

Bigotta, S. ;

Bilenko, I. A. ;

Billingsley, G. ;

Birindelli, S. ;

Biswas, R. ;

Bizouard, M. A. .

NATURE, 2009, 460 (7258) :990-994

[8]

Abbott B. P., 2016, PHYSICAL REVIEW LETTERS, V116, P61102, DOI [10.1103/PhysRevLett.116.061102, DOI 10.1103/PHYSREVLETT.116.061102, 10.1103/ PhysRevLett.116.061102]

[9] THE ORIGIN OF CHEMICAL ELEMENTS [J].

ALPHER, RA ;

BETHE, H ;

GAMOW, G .

PHYSICAL REVIEW, 1948, 73 (07) :803-804

[10]

[Anonymous], 2002, The Scalar-Tensor Theory of Gravitation

← 1 2 3 →