Bayeswave: Bayesian inference for gravitational wave bursts and instrument glitches

被引:359
作者
Cornish, Neil J. [1 ]
Littenberg, Tyson B. [2 ,3 ]
机构
[1] Montana State Univ, Dept Phys, Bozeman, MT 59717 USA
[2] Northwestern Univ, CIERA, Evanston, IL 60208 USA
[3] Northwestern Univ, Dept Phys & Astron, Evanston, IL 60208 USA
基金
美国国家科学基金会;
关键词
Bayesian; gravitational wave; noise modeling;
D O I
10.1088/0264-9381/32/13/135012
中图分类号
P1 [天文学];
学科分类号
0704 ;
摘要
A central challenge in gravitational wave astronomy is identifying weak signals in the presence of non-stationary and non-Gaussian noise. The separation of gravitational wave signals from noise requires good models for both. When accurate signal models are available, such as for binary Neutron star systems, it is possible to make robust detection statements even when the noise is poorly understood. In contrast, searches for 'un-modeled' transient signals are strongly impacted by the methods used to characterize the noise. Here we take a Bayesian approach and introduce a multi-component, variable dimension, parameterized noise model that explicitly accounts for non-stationarity and non-Gaussianity in data from interferometric gravitational wave detectors. Instrumental transients (glitches) and burst sources of gravitational waves are modeled using a Morlet-Gabor continuous wavelet frame. The number and placement of the wavelets is determined by a trans-dimensional reversible jump Markov chain Monte Carlo algorithm. The Gaussian component of the noise and sharp line features in the noise spectrum are modeled using the BayesLine algorithm, which operates in concert with the wavelet model.
引用
收藏
页数:32
相关论文
共 63 条
[1]   Advanced LIGO [J].
Aasi, J. ;
Abbott, B. P. ;
Abbott, R. ;
Abbott, T. ;
Abernathy, M. R. ;
Ackley, K. ;
Adams, C. ;
Adams, T. ;
Addesso, P. ;
Adhikari, R. X. ;
Adya, V. ;
Affeldt, C. ;
Aggarwal, N. ;
Aguiar, O. D. ;
Ain, A. ;
Ajith, P. ;
Alemic, A. ;
Allen, B. ;
Amariutei, D. ;
Anderson, S. B. ;
Anderson, W. G. ;
Arai, K. ;
Araya, M. C. ;
Arceneaux, C. ;
Areeda, J. S. ;
Ashton, G. ;
Ast, S. ;
Aston, S. M. ;
Aufmuth, P. ;
Aulbert, C. ;
Aylott, B. E. ;
Babak, S. ;
Baker, P. T. ;
Ballmer, S. W. ;
Barayoga, J. C. ;
Barbet, M. ;
Barclay, S. ;
Barish, B. C. ;
Barker, D. ;
Barr, B. ;
Barsotti, L. ;
Bartlett, J. ;
Barton, M. A. ;
Bartos, I. ;
Bassiri, R. ;
Batch, J. C. ;
Baune, C. ;
Behnke, B. ;
Bell, A. S. ;
Bell, C. .
CLASSICAL AND QUANTUM GRAVITY, 2015, 32 (07)
[2]   Parameter estimation for compact binary coalescence signals with the first generation gravitational-wave detector network [J].
Aasi, J. ;
Abadie, J. ;
Abbott, B. P. ;
Abbott, R. ;
Abbott, T. D. ;
Abernathy, M. ;
Accadia, T. ;
Acernese, F. ;
Adams, C. ;
Adams, T. ;
Addesso, P. ;
Adhikari, R. ;
Affeldt, C. ;
Agathos, M. ;
Agatsuma, K. ;
Ajith, P. ;
Allen, B. ;
Allocca, A. ;
Ceron, E. Amador ;
Amariutei, D. ;
Anderson, S. B. ;
Anderson, W. G. ;
Arai, K. ;
Araya, M. C. ;
Ast, S. ;
Aston, S. M. ;
Astone, P. ;
Atkinson, D. ;
Aufmuth, P. ;
Aulbert, C. ;
Aylott, B. E. ;
Babak, S. ;
Baker, P. ;
Ballardin, G. ;
Ballmer, S. ;
Bao, Y. ;
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. ;
Bauer, Th. S. .
PHYSICAL REVIEW D, 2013, 88 (06)
[3]   The characterization of Virgo data and its impact on gravitational-wave searches [J].
Aasi, J. ;
Abadie, J. ;
Abbott, B. P. ;
Abbott, R. ;
Abbott, T. D. ;
Abernathy, M. ;
Accadia, T. ;
Acernese, F. ;
Adams, C. ;
Adams, T. ;
Addesso, P. ;
Adhikari, R. ;
Affeldt, C. ;
Agathos, M. ;
Agatsuma, K. ;
Ajith, P. ;
Allen, B. ;
Allocca, A. ;
Ceron, E. Amador ;
Amariutei, D. ;
Anderson, S. B. ;
Anderson, W. G. ;
Arai, K. ;
Araya, M. C. ;
Ast, S. ;
Aston, S. M. ;
Astone, P. ;
Atkinson, D. ;
Aufmuth, P. ;
Aulbert, C. ;
Aylott, B. E. ;
Babak, S. ;
Baker, P. ;
Ballardin, G. ;
Ballinger, T. ;
Ballmer, S. ;
Bao, Y. ;
Barayoga, J. C. B. ;
Barker, D. ;
Barone, F. ;
Barr, B. ;
Barsotti, L. ;
Barsuglia, M. ;
Barton, M. A. ;
Bartos, I. ;
Bassiri, R. ;
Bastarrika, M. ;
Bastiab, A. ;
Batch, J. ;
Bauchrowitz, J. .
CLASSICAL AND QUANTUM GRAVITY, 2012, 29 (15)
[4]   Search for gravitational waves from low mass compact binary coalescence in LIGO's sixth science run and Virgo's science runs 2 and 3 [J].
Abadie, J. ;
Abbott, B. P. ;
Abbott, R. ;
Abbott, T. D. ;
Abernathy, M. ;
Accadia, T. ;
Acernese, F. ;
Adams, C. ;
Adhikari, R. ;
Affeldt, C. ;
Agathos, M. ;
Ajith, P. ;
Allen, B. ;
Allen, G. S. ;
Ceron, E. Amador ;
Amariutei, D. ;
Amin, R. S. ;
Anderson, S. B. ;
Anderson, W. G. ;
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. ;
Barker, D. ;
Barone, F. ;
Barr, B. ;
Barriga, P. ;
Barsotti, L. ;
Barsuglia, M. ;
Barton, M. A. ;
Bartos, I. ;
Bassiri, R. ;
Bastarrika, M. ;
Basti, A. ;
Batch, J. ;
Bauchrowitz, J. ;
Bauer, Th. S. ;
Bebronne, M. ;
Behnke, B. ;
Beker, M. G. ;
Bell, A. S. .
PHYSICAL REVIEW D, 2012, 85 (08)
[5]   Search for gravitational waves from compact binary coalescence in LIGO and Virgo data from S5 and VSR1 [J].
Abadie, J. ;
Abbott, B. P. ;
Abbott, R. ;
Abernathy, M. ;
Accadia, T. ;
Acernese, F. ;
Adams, C. ;
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. ;
Aronsson, M. ;
Arun, K. G. ;
Aso, Y. ;
Aston, S. ;
Astone, P. ;
Atkinson, D. E. ;
Aufmuth, P. ;
Aulbert, C. ;
Babak, S. ;
Baker, P. ;
Ballardin, G. ;
Ballinger, T. ;
Ballmer, S. ;
Barker, D. ;
Barnum, S. ;
Barone, F. ;
Barr, B. ;
Barriga, P. ;
Barsotti, L. ;
Barsuglia, M. ;
Barton, M. A. ;
Bartos, I. ;
Bassiri, R. ;
Bastarrika, M. ;
Bauchrowitz, J. ;
Bauer, Th. S. ;
Behnke, B. ;
Beker, M. G. ;
Belletoile, A. ;
Benacquista, M. ;
Bertolini, A. ;
Betzwieser, J. .
PHYSICAL REVIEW D, 2010, 82 (10)
[6]   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)
[7]   Search for gravitational-wave bursts in the first year of the fifth LIGO 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 (10)
[8]   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)
[9]   Advanced Virgo: a second-generation interferometric gravitational wave detector [J].
Acernese, F. ;
Agathos, M. ;
Agatsuma, K. ;
Aisa, D. ;
Allemandou, N. ;
Allocca, A. ;
Amarni, J. ;
Astone, P. ;
Balestri, G. ;
Ballardin, G. ;
Barone, F. ;
Baronick, J-P ;
Barsuglia, M. ;
Basti, A. ;
Basti, F. ;
Bauer, Th S. ;
Bavigadda, V. ;
Bejger, M. ;
Beker, M. G. ;
Belczynski, C. ;
Bersanetti, D. ;
Bertolini, A. ;
Bitossi, M. ;
Bizouard, M. A. ;
Bloemen, S. ;
Blom, M. ;
Boer, M. ;
Bogaert, G. ;
Bondi, D. ;
Bondu, F. ;
Bonelli, L. ;
Bonnand, R. ;
Boschi, V. ;
Bosi, L. ;
Bouedo, T. ;
Bradaschia, C. ;
Branchesi, M. ;
Briant, T. ;
Brillet, A. ;
Brisson, V. ;
Bulik, T. ;
Bulten, H. J. ;
Buskulic, D. ;
Buy, C. ;
Cagnoli, G. ;
Calloni, E. ;
Campeggi, C. ;
Canuel, B. ;
Carbognani, F. ;
Cavalier, F. .
CLASSICAL AND QUANTUM GRAVITY, 2015, 32 (02)
[10]   Physical instrumental vetoes for gravitational-wave burst triggers [J].
Ajith, P. ;
Hewitson, M. ;
Smith, J. R. ;
Grote, H. ;
Hild, S. ;
Strain, K. A. .
PHYSICAL REVIEW D, 2007, 76 (04)