Multi-messenger astronomy: gravitational waves, neutrinos, photons, and cosmic rays

被引:42
作者
Branchesi, Marica [1 ,2 ]
机构
[1] Univ Urbino Carlo Bo, Via A Saffi 2, I-61029 Urbino, Italy
[2] INFN, Sez Firenze, Via G Sansone 1, I-50019 Sesto Fiorentino, Italy
来源
XIV INTERNATIONAL CONFERENCE ON TOPICS IN ASTROPARTICLE AND UNDERGROUND PHYSICS (TAUP 2015), PTS 1-7 | 2016年 / 718卷
关键词
SEARCH; BURSTS; LIGO; COUNTERPARTS; TRANSIENTS; PROSPECTS; MERGERS; SIGNAL;
D O I
10.1088/1742-6596/718/2/022004
中图分类号
P1 [天文学];
学科分类号
0704 ;
摘要
In the next decade, multi-messenger astronomy will probe the rich physics of transient phenomena in the sky, such as the mergers of neutron stars and/or black holes, gamma ray bursts, and core-collapse supernovae. The first observations of gravitational waves from the inspiral and merger of a binary black-hole system by the advanced LIGO interferometers marked the onset of gravitational-wave astronomy. The advanced detectors, LIGO and Virgo, observing together with space and ground-based electromagnetic telescopes, and neutrinos and cosmic-ray detectors will offer the great opportunity to explore the Universe through all its messengers. The paper provides a review of the astrophysical sources expected to emit transient multi-messenger signals and the multi-messenger obervational startegies and analysis. Challenges and perspectives of the multi-messenger astronomy are presented highlighting gravitational waves as new messenger.
引用
收藏
页数:6
相关论文
共 54 条
[1]   Search for astrophysical tau neutrinos in three years of IceCube data [J].
Aartsen, M. G. ;
Abraham, K. ;
Ackermann, M. ;
Adams, J. ;
Aguilar, J. A. ;
Ahlers, M. ;
Ahrens, M. ;
Altmann, D. ;
Anderson, T. ;
Ansseau, I. ;
Archinger, M. ;
Arguelles, C. ;
Arlen, T. C. ;
Auffenberg, J. ;
Bai, X. ;
Barwick, S. W. ;
Baum, V. ;
Bay, R. ;
Beatty, J. J. ;
Tjus, J. Becker ;
Becker, K. -H. ;
Beiser, E. ;
BenZvi, S. ;
Berghaus, P. ;
Berley, D. ;
Bernardini, E. ;
Bernhard, A. ;
Besson, D. Z. ;
Binder, G. ;
Bindig, D. ;
Bissok, M. ;
Blaufuss, E. ;
Blumenthal, J. ;
Boersma, D. J. ;
Bohm, C. ;
Boerner, M. ;
Bos, F. ;
Bose, D. ;
Boeser, S. ;
Botner, O. ;
Braun, J. ;
Brayeur, L. ;
Bretz, H. -P. ;
Buzinsky, N. ;
Casey, J. ;
Casier, M. ;
Cheung, E. ;
Chirkin, D. ;
Christov, A. ;
Clark, K. .
PHYSICAL REVIEW D, 2016, 93 (02)
[2]   Multimessenger search for sources of gravitational waves and high-energy neutrinos: Initial results for LIGO-Virgo and IceCube [J].
Aartsen, M. G. ;
Ackermann, M. ;
Adams, J. ;
Aguilar, J. A. ;
Ahlers, M. ;
Ahrens, M. ;
Altmann, D. ;
Anderson, T. ;
Arguelles, C. ;
Arlen, T. C. ;
Auffenberg, J. ;
Bai, X. ;
Barwick, S. W. ;
Baum, V. ;
Beatty, J. J. ;
Tjus, J. Becker ;
Becker, K. -H. ;
BenZvi, S. ;
Berghaus, P. ;
Berley, D. ;
Bernardini, E. ;
Bernhard, A. ;
Besson, D. Z. ;
Binder, G. ;
Bindig, D. ;
Bissok, M. ;
Blaufuss, E. ;
Blumenthal, J. ;
Boersma, D. J. ;
Bohm, C. ;
Bos, F. ;
Bose, D. ;
Boeser, S. ;
Botner, O. ;
Brayeur, L. ;
Bretz, H. -P. ;
Brown, A. M. ;
Casey, J. ;
Casier, M. ;
Chirkin, D. ;
Christov, A. ;
Christy, B. ;
Clark, K. ;
Classen, L. ;
Clevermann, F. ;
Coenders, S. ;
Cowen, D. F. ;
Silva, A. H. Cruz ;
Danninger, M. ;
Daughhetee, J. .
PHYSICAL REVIEW D, 2014, 90 (10)
[3]   First Observation of PeV-Energy Neutrinos with IceCube [J].
Aartsen, M. G. ;
Abbasi, R. ;
Abdou, Y. ;
Ackermann, M. ;
Adams, J. ;
Aguilar, J. A. ;
Ahlers, M. ;
Altmann, D. ;
Auffenberg, J. ;
Bai, X. ;
Baker, M. ;
Barwick, S. W. ;
Baum, V. ;
Bay, R. ;
Beatty, J. J. ;
Bechet, S. ;
Tjus, J. Becker ;
Becker, K. -H. ;
Bell, M. ;
Benabderrahmane, M. L. ;
BenZvi, S. ;
Berdermann, J. ;
Berghaus, P. ;
Berley, D. ;
Bernardini, E. ;
Bernhard, A. ;
Bertrand, D. ;
Besson, D. Z. ;
Binder, G. ;
Bindig, D. ;
Bissok, M. ;
Blaufuss, E. ;
Blumenthal, J. ;
Boersma, D. J. ;
Bohaichuk, S. ;
Bohm, C. ;
Bose, D. ;
Boeser, S. ;
Botner, O. ;
Brayeur, L. ;
Bretz, H. -P. ;
Brown, A. M. ;
Bruijn, R. ;
Brunner, J. ;
Carson, M. ;
Casey, J. ;
Casier, M. ;
Chirkin, D. ;
Christov, A. ;
Christy, B. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2013, 111 (02)
[4]   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)
[5]   Search for Gravitational Waves Associated with γ-ray Bursts Detected by the Interplanetary Network [J].
Aasi, J. ;
Abbott, B. P. ;
Abbott, R. ;
Abbott, T. ;
Abernathy, M. R. ;
Acernese, F. ;
Ackley, K. ;
Adams, C. ;
Adams, T. ;
Addesso, P. ;
Adhikari, R. X. ;
Affeldt, C. ;
Agathos, M. ;
Aggarwal, N. ;
Aguiar, O. D. ;
Ajith, P. ;
Alemic, A. ;
Allen, B. ;
Allocca, A. ;
Amariutei, D. ;
Andersen, M. ;
Anderson, R. A. ;
Anderson, S. B. ;
Anderson, W. G. ;
Arai, K. ;
Araya, M. C. ;
Arceneaux, C. ;
Areeda, J. S. ;
Ast, S. ;
Aston, S. M. ;
Astone, P. ;
Aufmuth, P. ;
Augustus, H. ;
Aulbert, C. ;
Aylott, B. E. ;
Babak, S. ;
Baker, P. T. ;
Ballardin, G. ;
Ballmer, S. W. ;
Barayoga, J. C. ;
Barbet, M. ;
Barish, B. C. ;
Barker, D. ;
Barone, F. ;
Barr, B. ;
Barsotti, L. ;
Barsuglia, M. ;
Barton, M. A. ;
Bartos, I. ;
Bassiri, R. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2014, 113 (01)
[6]   FIRST SEARCHES FOR OPTICAL COUNTERPARTS TO GRAVITATIONAL-WAVE CANDIDATE EVENTS [J].
Aasi, J. ;
Abadie, J. ;
Abbott, B. P. ;
Abbott, R. ;
Abbott, T. ;
Abernathy, M. R. ;
Accadia, T. ;
Acernese, F. ;
Adams, C. ;
Adams, T. ;
Adhikari, R. X. ;
Affeldt, C. ;
Agathos, M. ;
Aggarwal, N. ;
Aguiar, O. D. ;
Ajith, P. ;
Allen, B. ;
Allocca, A. ;
Ceron, E. Amador ;
Amariutei, D. ;
Anderson, R. A. ;
Anderson, S. B. ;
Anderson, W. G. ;
Arai, K. ;
Araya, M. C. ;
Arceneaux, C. ;
Areeda, J. ;
Ast, S. ;
Aston, S. M. ;
Astone, P. ;
Aufmuth, P. ;
Aulbert, C. ;
Austin, L. ;
Aylott, B. E. ;
Babak, S. ;
Baker, P. T. ;
Ballardin, G. ;
Ballmer, S. W. ;
Barayoga, J. C. ;
Barker, D. ;
Barnum, S. H. ;
Barone, F. ;
Barr, B. ;
Barsotti, L. ;
Barsuglia, M. ;
Barton, M. A. ;
Bartos, I. ;
Bassiri, R. ;
Basti, A. ;
Batch, J. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL SUPPLEMENT SERIES, 2014, 211 (01)
[7]   SEARCH FOR GRAVITATIONAL WAVES ASSOCIATED WITH GAMMA-RAY BURSTS DURING LIGO SCIENCE RUN 6 AND VIRGO 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. X. ;
Affeldt, C. ;
Agathos, M. ;
Agatsuma, K. ;
Ajith, P. ;
Allen, B. ;
Ceron, E. Amador ;
Amariutei, D. ;
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. ;
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. ;
Bebronne, M. ;
Beck, D. ;
Behnke, B. ;
Bejger, M. ;
Beker, M. G. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2012, 760 (01)
[8]   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)
[9]   First low-latency LIGO plus Virgo search for binary inspirals and their electromagnetic counterparts [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. ;
Agatsuma, K. ;
Ajith, P. ;
Allen, B. ;
Ceron, E. Amador ;
Amariutei, D. ;
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. ;
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. ;
Bebronne, M. ;
Beck, D. ;
Behnke, B. ;
Bejger, M. ;
Beker, M. G. .
ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2012, 541
[10]   Implementation and testing of the first prompt search for gravitational wave transients with electromagnetic counterparts [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. .
ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2012, 539