Search for Gravitational-wave Signals Associated with Gamma-Ray Bursts during the Second Observing Run of Advanced LIGO and Advanced Virgo

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作者
Abbott, B. P. [1 ]
Abbott, R. [1 ]
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Aiello, L. [16 ,17 ]
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Ajith, P. [18 ]
Allen, G. [19 ]
Allocca, A. [20 ,21 ]
Aloy, M. A. [22 ]
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Amato, A. [23 ]
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Ananyeva, A. [1 ]
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Arai, K. [1 ]
Araya, M. C. [1 ]
Areeda, J. S. [27 ]
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Arnaud, N. [28 ,29 ]
Aronson, S. M. [30 ]
Ascenzi, S. [16 ,31 ]
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Aston, S. M. [7 ]
Astone, P. [32 ]
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AultONeal, K. [34 ]
Austin, C. [2 ]
Avendano, V. [35 ]
Avila-Alvarez, A. [27 ]
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Badaracco, F. [16 ,17 ]
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机构
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[2] Louisiana State Univ, Baton Rouge, LA 70803 USA
[3] Interuniv Ctr Astron & Astrophys, Pune 411007, Maharashtra, India
[4] Univ Salerno, Dipartimento Farm, I-84084 Salerno, Italy
[5] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Napoli, Complesso Univ Mt St Angelo, I-80126 Naples, Italy
[6] Monash Univ, Sch Phys & Astron, OzGrav, Clayton, Vic 3800, Australia
[7] LIGO Livingston Observ, Livingston, LA 70754 USA
[8] Australian Natl Univ, OzGrav, Canberra, ACT 0200, Australia
[9] Albert Einstein Inst, Max Planck Inst Gravitat Phys, D-30167 Hannover, Germany
[10] Leibniz Univ Hannover, D-30167 Hannover, Germany
[11] Friedrich Schiller Univ Jena, Inst Theoret Phys, D-07743 Jena, Germany
[12] Univ Cambridge, Cambridge CB2 1TN, England
[13] Univ Birmingham, Birmingham B15 2TT, W Midlands, England
[14] MIT, LIGO, 77 Massachusetts Ave, Cambridge, MA 02139 USA
[15] Inst Nacl Pesquisas Espaciais, BR-12227010 Sao Paulo, Brazil
[16] GSSI, I-67100 Laquila, Italy
[17] Ist Nazl Fis Nucl, Lab Nazl Gran Sasso, I-67100 Assergi, Italy
[18] Tata Inst Fundamental Res, Int Ctr Theoret Sci, Bengaluru 560089, India
[19] Univ Illinois, NCSA, Urbana, IL 61801 USA
[20] Univ Pisa, I-56127 Pisa, Italy
[21] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Pisa, I-56127 Pisa, Italy
[22] Univ Valencia, Dept Astron & Astrofis, E-46100 Valencia, Spain
[23] CNRS, IN2P3, LMA, F-69622 Villeurbanne, France
[24] Univ Wisconsin, Milwaukee, WI 53201 USA
[25] Univ Strathclyde, SUPA, Glasgow G1 1XQ, Lanark, Scotland
[26] Univ Paris Diderot, Observ Paris, Sorbonne Paris Cite, APC,CNRS,IN2P3,CEA,Irfu, F-75205 Paris 13, France
[27] Calif State Univ Fullerton, Fullerton, CA 92831 USA
[28] Univ Paris Saclay, Univ Paris, CNRS, LAL,IN2P3, F-91898 Orsay, France
[29] EGO, I-56021 Pisa, Italy
[30] Univ Florida, Gainesville, FL 32611 USA
[31] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Roma Tor Vergata, I-00133 Rome, Italy
[32] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Roma, I-00185 Rome, Italy
[33] Univ Grenoble Alpes, Univ Savoie Mt Blanc, LAPP, CNRS,IN2P3, F-74941 Annecy, France
[34] Embry Riddle Aeronaut Univ, Prescott, AZ 86301 USA
[35] Montclair State Univ, Montclair, NJ 07043 USA
[36] Nikhef, Sci Pk 105, NL-1098 XG Amsterdam, Netherlands
[37] Korea Inst Sci & Technol Informat, Daejeon 34141, South Korea
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[39] Univ Perugia, I-06123 Perugia, Italy
[40] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Perugia, I-06123 Perugia, Italy
[41] Syracuse Univ, Syracuse, NY 13244 USA
[42] Univ Minnesota, Minneapolis, MN 55455 USA
[43] Univ Milano Bicocca, I-20126 Milan, Italy
[44] Ist Nazl Fis Nucl, Sez Milano Bicocca, I-20126 Milan, Italy
[45] Univ Glasgow, SUPA, Glasgow G12 8QQ, Lanark, Scotland
[46] LIGO Hanford Observ, Richland, WA 99352 USA
[47] CALTECH, CaRT, Pasadena, CA 91125 USA
[48] Univ Salerno, Scuola Med Salernitana, Dipartimento Med Chirurg & Odontoiatria, I-84081 Salerno, Italy
[49] RMKI, Wigner RCP, Konkoly Thege Miklos Ut 29-33, H-1121 Budapest, Hungary
[50] Stanford Univ, Stanford, CA 94305 USA
基金
美国国家科学基金会; 俄罗斯基础研究基金会; 中国国家自然科学基金; 匈牙利科学研究基金会; 瑞士国家科学基金会; 新加坡国家研究基金会; 英国工程与自然科学研究理事会; 澳大利亚研究理事会; 英国科学技术设施理事会; 俄罗斯科学基金会;
关键词
PRECURSOR ACTIVITY; RELATIVISTIC JETS; CORE-COLLAPSE; BLACK-HOLE; SUPERNOVA; EMISSION; MASS; COUNTERPART; RADIATION; STARS;
D O I
10.3847/1538-4357/ab4b48
中图分类号
P1 [天文学];
学科分类号
0704 ;
摘要
We present the results of targeted searches for gravitational-wave transients associated with gamma-ray bursts during the second observing run of Advanced LIGO and Advanced Virgo, which took place from 2016 November to 2017 August. We have analyzed 98 gamma-ray bursts using an unmodeled search method that searches for generic transient gravitational waves and 42 with a modeled search method that targets compact-binary mergers as progenitors of short gamma-ray bursts. Both methods clearly detect the previously reported binary merger signal GW170817, with p-values of <9.38 x 10(-6) (modeled) and 3.1 x 10(-4) (unmodeled). We do not find any significant evidence for gravitational-wave signals associated with the other gamma-ray bursts analyzed, and therefore we report lower bounds on the distance to each of these, assuming various source types and signal morphologies. Using our final modeled search results, short gamma-ray burst observations, and assuming binary neutron star progenitors, we place bounds on the rate of short gamma-ray bursts as a function of redshift for z <= 1. We estimate 0.07-1.80 joint detections with Fermi-GBM per year for the 2019-20 LIGO-Virgo observing run and 0.15-3.90 per year when current gravitational-wave detectors are operating at their design sensitivities.
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