Detection prospects of core-collapse supernovae with supernova-optimized third-generation gravitational-wave detectors

被引：35

作者：

Srivastava, Varun ^{[1
]}

Ballmer, Stefan ^{[1
]}

Brown, Duncan A. ^{[1
]}

Afle, Chaitan A. ^{[1
]}

Burrows, Adam ^{[2
]}

Radice, David ^{[2
,3
]}

Vartanyan, David ^{[2
]}

机构：

[1] Syracuse Univ, Dept Phys, Syracuse, NY 13244 USA

[2] Princeton Univ, Dept Astrophys Sci, Princeton, NJ 08544 USA

[3] Inst Adv Study, 1 Einstein Dr, Princeton, NJ 08540 USA

来源：

PHYSICAL REVIEW D | 2019年 / 100卷 / 04期

基金：

美国国家科学基金会;

关键词：

SIMULATIONS; NEUTRINO; SIGNALS; EMISSION; SEARCH; RATES;

D O I：

10.1103/PhysRevD.100.043026

中图分类号：

P1 [天文学];

学科分类号：

0704 ;

摘要：

We discuss how to optimize the third-generation gravitational-wave detector to maximize the range to detect core-collapse supernovae. Based on three-dimensional simulations for core-collapse and the corresponding gravitational-wave waveform emitted, the corresponding detection range for these waveforms is limited to within our Galaxy even in the era of third-generation detectors. The corresponding event rate is two per century. We find from the waveforms that to detect core-collapse supernovae with an event rate of one per year, the gravitational-wave detectors need a strain sensitivity of 3 x 10(-27) Hz(-1/2) in a frequency range from 100 to 1500 Hz. We also explore detector configurations technologically beyond the scope of third-generation detectors. We find with these improvements, the event rate for gravitational-wave observations from core-collapse supernovae is still low, but is improved to one in twenty years.

引用

页数：12

共 71 条

[1] Characterization of the LIGO detectors during their sixth science run
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.
[J]. CLASSICAL AND QUANTUM GRAVITY, 2015, 32 (11)
[2] GW150914: The Advanced LIGO Detectors in the Era of First Discoveries
Abbott, B. P.
Abbott, R.
Abbott, T. D.
Abernathy, M. R.
Acernese, F.
Ackley, K.
Adams, C.
Adams, T.
Addesso, P.
Adhikari, R. X.
Adya, V. B.
Affeldt, C.
Agathos, M.
Agatsuma, K.
Aggarwal, N.
Aguiar, O. D.
Aiello, L.
Ain, A.
Ajith, P.
Allen, B.
Allocca, A.
Altin, P. A.
Anderson, S. B.
Anderson, W. G.
Arai, K.
Araya, M. C.
Arceneaux, C. C.
Areeda, J. S.
Arnaud, N.
Arun, K. G.
Ascenzi, S.
Ashton, G.
Ast, M.
Aston, S. M.
Astone, P.
Aufmuth, P.
Aulbert, C.
Babak, S.
Bacon, P.
Bader, M. K. M.
Baker, P. T.
Baldaccini, F.
Ballardin, G.
Ballmer, S. W.
Barayoga, J. C.
Barclay, S. E.
Barish, B. C.
Barker, D.
Barone, F.
Barr, B.
[J]. PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2016, 116 (13)
[3] GW170817: Observation of Gravitational Waves from a Binary Neutron Star Inspiral
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.
[J]. PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2017, 119 (16)
[4] All-sky search for short gravitational-wave bursts in the second Advanced LIGO and Advanced Virgo run
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.
Anand, S.
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.
Aronson, S. M.
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.
[J]. PHYSICAL REVIEW D, 2019, 100 (02)
[5] GW170817: Implications for the Stochastic Gravitational-Wave Background from Compact Binary Coalescences
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.
[J]. PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2018, 120 (09)
[6] All-sky search for short gravitational-wave bursts in the first Advanced LIGO run
Abbott, B. P.
Abbott, R.
Abbott, T. D.
Abernathy, M. R.
Acernese, F.
Ackley, K.
Adams, C.
Adams, T.
Addesso, P.
Adhikari, R. X.
Adya, V. B.
Affeldt, C.
Agathos, M.
Agatsuma, K.
Aggarwal, N.
Aguiar, O. D.
Aiello, L.
Ain, A.
Allen, B.
Allocca, A.
Altin, P. A.
Ananyeva, A.
Anderson, S. B.
Anderson, W. G.
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.
Aufmuth, P.
Aulbert, C.
Avila-Alvarez, A.
Babak, S.
Bacon, P.
Bader, M. K. M.
Baker, P. T.
Baldaccini, F.
Ballardin, G.
Ballmer, S. W.
Barayoga, J. C.
Barclay, S. E.
Barish, B. C.
Barker, D.
Barone, F.
[J]. PHYSICAL REVIEW D, 2017, 95 (04)
[7] Exploring the sensitivity of next generation gravitational wave detectors
Abbott, B. P.
Abbott, R.
Abbott, T. D.
Abernathy, M. R.
Ackley, K.
Adams, C.
Addesso, P.
Adhikari, R. X.
Adya, V. B.
Affeldt, C.
Aggarwal, N.
Aguiar, O. D.
Ain, A.
Ajith, P.
Allen, B.
Altin, P. A.
Anderson, S. B.
Anderson, W. G.
Arai, K.
Araya, M. C.
Arceneaux, C. C.
Areeda, J. S.
Arun, K. G.
Ashton, G.
Ast, M.
Aston, S. M.
Aufmuth, P.
Aulbert, C.
Babak, S.
Baker, P. T.
Ballmer, S. W.
Barayoga, J. C.
Barclay, S. E.
Barish, B. C.
Barker, D.
Barr, B.
Barsotti, L.
Bartlett, J.
Bartos, I.
Bassiri, R.
Batch, J. C.
Baune, C.
Bell, A. S.
Berger, B. K.
Bergmann, G.
Berry, C. P. L.
Betzwieser, J.
Bhagwat, S.
Bhandare, R.
Bilenko, I. A.
[J]. CLASSICAL AND QUANTUM GRAVITY, 2017, 34 (04)
[8] First targeted search for gravitational-wave bursts from core-collapse supernovae in data of first-generation laser interferometer detectors
Abbott, B. P.
Abbott, R.
Abbott, T. D.
Abernathy, M. R.
Acernese, F.
Ackley, K.
Adams, C.
Adams, T.
Addesso, P.
Adhikari, R. X.
Adya, V. B.
Affeldt, C.
Agathos, M.
Agatsuma, K.
Aggarwal, N.
Aguiar, O. D.
Aiello, L.
Ain, A.
Ajith, P.
Allen, B.
Allocca, A.
Altin, P. A.
Anderson, S. B.
Anderson, W. G.
Arai, K.
Araya, M. C.
Arceneaux, C. C.
Areeda, J. S.
Arnaud, N.
Arun, K. G.
Ascenzi, S.
Ashton, G.
Ast, M.
Aston, S. M.
Astone, P.
Aufmuth, P.
Aulbert, C.
Babak, S.
Bacon, P.
Bader, M. K. M.
Baker, P. T.
Baldaccini, F.
Ballardin, G.
Ballmer, S. W.
Barayoga, J. C.
Barclay, S. E.
Barish, B. C.
Barker, D.
Barone, F.
Barr, B.
[J]. PHYSICAL REVIEW D, 2016, 94 (10)
[9] Observing gravitational-wave transient GW150914 with minimal assumptions
Abbott, B. P.
Abbott, R.
Abbott, T. D.
Abernathy, M. R.
Acernese, F.
Ackley, K.
Adams, C.
Adams, T.
Addesso, P.
Adhikari, R. X.
Adya, V. B.
Affeldt, C.
Agathos, M.
Agatsuma, K.
Aggarwa, N.
Aguiar, O. D.
Aiello, L.
Ain, A.
Ajith, P.
Allen, B.
Allocca, A.
Altin, P. A.
Anderson, S. B.
Anderson, W. C.
Arai, K.
Araya, M. C.
Arceneaux, C. C.
Areeda, J. S.
Arnaud, N.
Arun, K. G.
Ascenzi, S.
Ashton, G.
Ast, M.
Aston, S. M.
Astone, P.
Aufmuth, P.
Aulbert, C.
Babak, S.
Bacon, P.
Bader, M. K. M.
Baker, P. T.
Baldaccini, F.
Ballardin, G.
Ballmer, S. W.
Barayoga, J. C.
Barclay, S. E.
Barish, B. C.
Barker, D.
Barone, F.
Barr, B.
[J]. PHYSICAL REVIEW D, 2016, 93 (12)
[10] Measuring the angular momentum distribution in core-collapse supernova progenitors with gravitational waves
Abdikamalov, Ernazar
Gossan, Sarah
DeMaio, Alexandra M.
Ott, Christian D.
[J]. PHYSICAL REVIEW D, 2014, 90 (04):

← 1 2 3 4 5 6 7 8 →

共 71 条

[1] Characterization of the LIGO detectors during their sixth science run
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.
[J]. CLASSICAL AND QUANTUM GRAVITY, 2015, 32 (11)
[2] GW150914: The Advanced LIGO Detectors in the Era of First Discoveries
Abbott, B. P.
Abbott, R.
Abbott, T. D.
Abernathy, M. R.
Acernese, F.
Ackley, K.
Adams, C.
Adams, T.
Addesso, P.
Adhikari, R. X.
Adya, V. B.
Affeldt, C.
Agathos, M.
Agatsuma, K.
Aggarwal, N.
Aguiar, O. D.
Aiello, L.
Ain, A.
Ajith, P.
Allen, B.
Allocca, A.
Altin, P. A.
Anderson, S. B.
Anderson, W. G.
Arai, K.
Araya, M. C.
Arceneaux, C. C.
Areeda, J. S.
Arnaud, N.
Arun, K. G.
Ascenzi, S.
Ashton, G.
Ast, M.
Aston, S. M.
Astone, P.
Aufmuth, P.
Aulbert, C.
Babak, S.
Bacon, P.
Bader, M. K. M.
Baker, P. T.
Baldaccini, F.
Ballardin, G.
Ballmer, S. W.
Barayoga, J. C.
Barclay, S. E.
Barish, B. C.
Barker, D.
Barone, F.
Barr, B.
[J]. PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2016, 116 (13)
[3] GW170817: Observation of Gravitational Waves from a Binary Neutron Star Inspiral
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.
[J]. PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2017, 119 (16)
[4] All-sky search for short gravitational-wave bursts in the second Advanced LIGO and Advanced Virgo run
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.
Anand, S.
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.
Aronson, S. M.
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.
[J]. PHYSICAL REVIEW D, 2019, 100 (02)
[5] GW170817: Implications for the Stochastic Gravitational-Wave Background from Compact Binary Coalescences
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.
[J]. PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2018, 120 (09)
[6] All-sky search for short gravitational-wave bursts in the first Advanced LIGO run
Abbott, B. P.
Abbott, R.
Abbott, T. D.
Abernathy, M. R.
Acernese, F.
Ackley, K.
Adams, C.
Adams, T.
Addesso, P.
Adhikari, R. X.
Adya, V. B.
Affeldt, C.
Agathos, M.
Agatsuma, K.
Aggarwal, N.
Aguiar, O. D.
Aiello, L.
Ain, A.
Allen, B.
Allocca, A.
Altin, P. A.
Ananyeva, A.
Anderson, S. B.
Anderson, W. G.
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.
Aufmuth, P.
Aulbert, C.
Avila-Alvarez, A.
Babak, S.
Bacon, P.
Bader, M. K. M.
Baker, P. T.
Baldaccini, F.
Ballardin, G.
Ballmer, S. W.
Barayoga, J. C.
Barclay, S. E.
Barish, B. C.
Barker, D.
Barone, F.
[J]. PHYSICAL REVIEW D, 2017, 95 (04)
[7] Exploring the sensitivity of next generation gravitational wave detectors
Abbott, B. P.
Abbott, R.
Abbott, T. D.
Abernathy, M. R.
Ackley, K.
Adams, C.
Addesso, P.
Adhikari, R. X.
Adya, V. B.
Affeldt, C.
Aggarwal, N.
Aguiar, O. D.
Ain, A.
Ajith, P.
Allen, B.
Altin, P. A.
Anderson, S. B.
Anderson, W. G.
Arai, K.
Araya, M. C.
Arceneaux, C. C.
Areeda, J. S.
Arun, K. G.
Ashton, G.
Ast, M.
Aston, S. M.
Aufmuth, P.
Aulbert, C.
Babak, S.
Baker, P. T.
Ballmer, S. W.
Barayoga, J. C.
Barclay, S. E.
Barish, B. C.
Barker, D.
Barr, B.
Barsotti, L.
Bartlett, J.
Bartos, I.
Bassiri, R.
Batch, J. C.
Baune, C.
Bell, A. S.
Berger, B. K.
Bergmann, G.
Berry, C. P. L.
Betzwieser, J.
Bhagwat, S.
Bhandare, R.
Bilenko, I. A.
[J]. CLASSICAL AND QUANTUM GRAVITY, 2017, 34 (04)
[8] First targeted search for gravitational-wave bursts from core-collapse supernovae in data of first-generation laser interferometer detectors
Abbott, B. P.
Abbott, R.
Abbott, T. D.
Abernathy, M. R.
Acernese, F.
Ackley, K.
Adams, C.
Adams, T.
Addesso, P.
Adhikari, R. X.
Adya, V. B.
Affeldt, C.
Agathos, M.
Agatsuma, K.
Aggarwal, N.
Aguiar, O. D.
Aiello, L.
Ain, A.
Ajith, P.
Allen, B.
Allocca, A.
Altin, P. A.
Anderson, S. B.
Anderson, W. G.
Arai, K.
Araya, M. C.
Arceneaux, C. C.
Areeda, J. S.
Arnaud, N.
Arun, K. G.
Ascenzi, S.
Ashton, G.
Ast, M.
Aston, S. M.
Astone, P.
Aufmuth, P.
Aulbert, C.
Babak, S.
Bacon, P.
Bader, M. K. M.
Baker, P. T.
Baldaccini, F.
Ballardin, G.
Ballmer, S. W.
Barayoga, J. C.
Barclay, S. E.
Barish, B. C.
Barker, D.
Barone, F.
Barr, B.
[J]. PHYSICAL REVIEW D, 2016, 94 (10)
[9] Observing gravitational-wave transient GW150914 with minimal assumptions
Abbott, B. P.
Abbott, R.
Abbott, T. D.
Abernathy, M. R.
Acernese, F.
Ackley, K.
Adams, C.
Adams, T.
Addesso, P.
Adhikari, R. X.
Adya, V. B.
Affeldt, C.
Agathos, M.
Agatsuma, K.
Aggarwa, N.
Aguiar, O. D.
Aiello, L.
Ain, A.
Ajith, P.
Allen, B.
Allocca, A.
Altin, P. A.
Anderson, S. B.
Anderson, W. C.
Arai, K.
Araya, M. C.
Arceneaux, C. C.
Areeda, J. S.
Arnaud, N.
Arun, K. G.
Ascenzi, S.
Ashton, G.
Ast, M.
Aston, S. M.
Astone, P.
Aufmuth, P.
Aulbert, C.
Babak, S.
Bacon, P.
Bader, M. K. M.
Baker, P. T.
Baldaccini, F.
Ballardin, G.
Ballmer, S. W.
Barayoga, J. C.
Barclay, S. E.
Barish, B. C.
Barker, D.
Barone, F.
Barr, B.
[J]. PHYSICAL REVIEW D, 2016, 93 (12)
[10] Measuring the angular momentum distribution in core-collapse supernova progenitors with gravitational waves
Abdikamalov, Ernazar
Gossan, Sarah
DeMaio, Alexandra M.
Ott, Christian D.
[J]. PHYSICAL REVIEW D, 2014, 90 (04):

← 1 2 3 4 5 6 7 8 →