Accessibility of the stochastic gravitational wave background from magnetars to the interferometric gravitational wave detectors

被引：40

作者：

Wu, Cheng-Jian ^{[1
]}

Mandic, Vuk ^{[1
]}

Regimbau, Tania ^{[2
]}

机构：

[1] Univ Minnesota, Sch Phys & Astron, Minneapolis, MN 55455 USA

[2] CNRS, Observ Cote Azur, Dept Artemis, F-06304 Nice, France

来源：

PHYSICAL REVIEW D | 2013年 / 87卷 / 04期

基金：

美国国家科学基金会;

关键词：

MAGNETIZED NEUTRON-STARS; X-RAY; RADIATION; HISTORY; FIELDS; INSTABILITY; PULSAR; STATE;

D O I：

10.1103/PhysRevD.87.042002

中图分类号：

P1 [天文学];

学科分类号：

0704 ;

摘要：

Magnetars have been proposed as sources of gravitational waves, potentially observable by current and future terrestrial gravitational-wave detectors. In this paper, we calculate the stochastic gravitational wave background generated by summing the contributions from all magnetars in the Universe, and we study its accessibility to the second- and third-generation gravitational-wave detector networks. We perform systematic scans of the parameter space in this model, allowing the magnetic field, the ellipticity, the initial period, and the rate of magnetars to vary over the currently believed range of values. We also consider different proposed configurations of the magnetic field (poloidal, toroidal, and twisted torus) and different proposed star-formation histories. We identify regions in the parameter space of poloidal and toroidal models that will be accessible to the second- and third-generation gravitational-wave detectors and conclude that the twisted-torus models are likely out of reach of these detectors. The poloidal field configuration with a type II superconductor equation of state in the interior, or with a highly disordered magnetic field, and the toroidal configuration with a very strong toroidal magnetic field in the interior (> 10(16) G) are the most promising in terms of gravitational-wave detection. DOI: 10.1103/PhysRevD.87.042002

引用

页数：8

共 67 条

[1] Upper limits on a stochastic gravitational-wave background using LIGO and Virgo interferometers at 600-1000 Hz [J].

Abadie, J. ;

Abbott, B. P. ;

Abbott, R. ;

Abbott, T. D. ;

Abernathy, M. ;

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Acernese, F. ;

Adams, C. ;

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Affeldt, C. ;

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Agatsuma, K. ;

Ajith, P. ;

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Ceron, E. Amador ;

Amariutei, D. ;

Anderson, S. B. ;

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Arai, K. ;

Arain, M. A. ;

Araya, M. C. ;

Aston, S. M. ;

Astone, P. ;

Atkinson, D. ;

Aufmuth, P. ;

Aulbert, C. ;

Aylott, B. E. ;

Babak, S. ;

Baker, P. ;

Ballardin, G. ;

Ballmer, S. ;

Barayoga, J. C. B. ;

Barker, D. ;

Barone, F. ;

Barr, B. ;

Barsotti, L. ;

Barsuglia, M. ;

Barton, M. A. ;

Bartos, I. ;

Bassiri, R. ;

Bastarrika, M. ;

Basti, A. ;

Batch, J. ;

Bauchrowitz, J. ;

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Bebronne, M. ;

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Behnke, B. ;

Bejger, M. ;

Beker, M. G. .

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[2] Detector description and performance for the first coincidence observations between LIGO and GEO [J].

Abbott, B ;

Abbott, R ;

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Ageev, A ;

Allen, B ;

Amin, R ;

Anderson, SB ;

Anderson, WG ;

Araya, M ;

Armandula, H ;

Asiri, F ;

Aufmuth, P ;

Aulbert, C ;

Babak, S ;

Balasubramanian, R ;

Ballmer, S ;

Barish, BC ;

Barker, D ;

Barker-Patton, C ;

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 ;

Bland-Weaver, B ;

Bochner, B ;

Bogue, L ;

Bork, R ;

Bose, S ;

Brady, PR ;

Braginsky, VB ;

Brau, JE ;

Brown, DA ;

Brozek, S ;

Bullington, A ;

Buonanno, A ;

Burgess, R ;

Busby, D ;

Butler, WE ;

Byer, RL ;

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[3] Searching for a stochastic background of gravitational waves with the laser interferometer gravitational-wave observatory [J].

Abbott, B. ;

Abbott, R. ;

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Amin, R. ;

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Araya, M. ;

Armandula, H. ;

Ashley, M. ;

Aston, S. ;

Aulbert, C. ;

Babak, S. ;

Ballmer, S. ;

Barish, B. C. ;

Barker, C. ;

Barker, D. ;

Barr, B. ;

Barriga, P. ;

Barton, M. A. ;

Bayer, K. ;

Belczynski, K. ;

Betzwieser, J. ;

Beyersdorf, P. ;

Bhawal, B. ;

Bilenko, I. A. ;

Billingsley, G. ;

Black, E. ;

Blackburn, K. ;

Blackburn, L. ;

Blair, D. ;

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Bogue, L. ;

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Brady, P. R. ;

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Brau, J. E. ;

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Aoudia, S. ;

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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. ;

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Barone, F. ;

Barr, B. ;

Barriga, P. ;

Barsotti, L. ;

Barsuglia, M. ;

Barton, M. A. ;

Bartos, I. ;

Bassiri, R. ;

Bastarrika, M. ;

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Behnke, B. ;

Beker, M. ;

Benacquista, M. ;

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Beyersdorf, P. T. ;

Bigotta, S. ;

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[6] LIGO: the Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory [J].

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Basti, A. ;

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Bebronne, M. ;

Beker, M. G. ;

Belletoile, A. ;

Birindelli, S. ;

Bitossi, M. ;

Bizouard, M. A. ;

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Bondu, F. ;

Bonelli, L. ;

Bonnand, R. ;

Boschi, V. ;

Bosi, L. ;

Bouhou, B. ;

Braccini, S. ;

Bradaschia, C. ;

Branchesi, M. ;

Briant, T. ;

Brillet, A. ;

Brisson, V. ;

Budzynski, R. ;

Bulik, T. ;

Bulten, H. J. ;

Buskulic, D. ;

Buy, C. ;

Cagnoli, G. ;

Calloni, E. ;

Canuel, B. ;

Carbognani, F. ;

Cavalier, F. ;

Cavalieri, R. ;

Cella, G. ;

Cesarini, E. ;

Chaibi, O. ;

Mottin, E. Chassande ;

Chincarini, A. ;

Cleva, F. ;

Coccia, E. ;

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Colas, J. ;

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CLASSICAL AND QUANTUM GRAVITY, 2011, 28 (11)

[8] Virgo status [J].

Acernese, F. ;

Alshourbagy, M. ;

Amico, P. ;

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Astone, P. ;

Avino, S. ;

Baggio, L. ;

Ballardin, G. ;

Barone, F. ;

Barsotti, L. ;

Barsuglia, M. ;

Bauer, Th S. ;

Bigotta, S. ;

Birindelli, S. ;

Bizouard, M. A. ;

Boccara, C. ;

Bondu, F. ;

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Bradaschia, C. ;

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Buskulic, D. ;

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Carbognani, F. ;

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Cleva, F. ;

Coccia, E. ;

Corda, C. ;

Corsi, A. ;

Cottone, F. ;

Coulon, J-P ;

Cuoco, E. ;

D'Antonio, S. ;

Dari, A. ;

Dattilo, V. ;

Davier, M. ;

De Rosa, R. ;

Del Prete, M. ;

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Baker, P. ;

Ballardin, G. ;

Ballmer, S. ;

Barayoga, J. C. B. ;

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Ballmer, S ;

Barish, BC ;

Barker, D ;

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Barnes, M ;

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Barton, MA ;

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Beausoleil, R ;

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Bennett, R ;

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Bhawal, B ;

Bilenko, IA ;

Billingsley, G ;

Black, E ;

Blackburn, K ;

Bland-Weaver, B ;

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Buonanno, A ;

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Araya, M. ;

Armandula, H. ;

Ashley, M. ;

Aston, S. ;

Aulbert, C. ;

Babak, S. ;

Ballmer, S. ;

Barish, B. C. ;

Barker, C. ;

Barker, D. ;

Barr, B. ;

Barriga, P. ;

Barton, M. A. ;

Bayer, K. ;

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Bayer, K ;

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Betzwieser, J ;

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Billingsley, G ;

Black, E ;

Blackburn, K ;

Blackburn, L ;

Bland, B ;

Bogue, L ;

Bork, R ;

Bose, S ;

Brady, PR ;

Braginsky, VB ;

Brau, JE ;

Brown, DA ;

Buonanno, A ;

Busby, D ;

Butler, WE ;

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Bigotta, S. ;

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[6] LIGO: the Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory [J].

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Barsotti, L. ;

Barton, M. A. ;

Bartos, I. ;

Bassiri, R. ;

Bastarrika, M. ;

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Carbognani, F. ;

Cavalier, F. ;

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Cella, G. ;

Cesarini, E. ;

Chaibi, O. ;

Mottin, E. Chassande ;

Chincarini, A. ;

Cleva, F. ;

Coccia, E. ;

Cohadon, P-F ;

Colacino, C. N. ;

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CLASSICAL AND QUANTUM GRAVITY, 2011, 28 (11)

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Astone, P. ;

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Ballardin, G. ;

Barone, F. ;

Barsotti, L. ;

Barsuglia, M. ;

Bauer, Th S. ;

Bigotta, S. ;

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Bizouard, M. A. ;

Boccara, C. ;

Bondu, F. ;

Bosi, L. ;

Braccini, S. ;

Bradaschia, C. ;

Brillet, A. ;

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Buskulic, D. ;

Cagnoli, G. ;

Calloni, E. ;

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Cavalier, F. ;

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Coulon, J-P ;

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