Sensitivity improvements in the search for periodic gravitational waves using O1 LIGO data
我们证明了一个突破的能力，强大的，宽参数空间搜索连续引力波。通过对O 1 LIGO数据进行大规模连续引力波搜索，我们证明了我们的Falcon搜索实现了使用长相干长度预期的灵敏度改进，同时保持了可管理范围内的计算费用。根据这些数据，我们在100-200 Hz波段内设定了引力波振幅的最大限制上限。我们提供了完整的异常值列表和0-自旋带附近的上限，适合于分析小自旋的信号，如黑洞周围的玻色子凝聚。
2019-09-19 gr-qc
A Bayesian method to set upper limits on the strength of a periodic gravitational wave signal from the remnant of SN1987A: possible applications in LIGO searches
我们提出了一种方法，评估的理论检测限的贝叶斯马尔可夫链蒙特卡罗搜索周期性引力波信号发射的中子星。当在观测数据集中不能检测到信号时，逆概率产生强度的上限估计。所提出的方法是基于贝叶斯模型比较，自动量化奥卡姆剃刀。它通过偏爱解释数据的最简约的模型来限制模型的复杂性。通过比较模型与信号从脉冲星零模型，假设只有噪音，我们推导出的检测概率和估计的上限，搜索，例如，为SN 1987 a的窄带发射，可能会产生的数据在LIGO数据的灵敏度为一年的观测时间。
2008-08-16 gr-qc
Einstein@Home search for periodic gravitational waves in early S5 LIGO data
本文报道了一个全天搜索周期性引力波的来源，如变形孤立的快速旋转的中子星。该分析使用了第五次LIGO科学运行（S5）66天的840小时数据。对数据进行了搜索，以寻找频率f在50 Hz至1500 Hz范围内的准单色波，线性频率漂移\dot{f}（在太阳系重心处测量）在-f/τ< \dot{f} < 0.1 f/τ范围内，对于低于400 Hz的信号，最小自旋下降年龄τ为1000年，高于400 Hz的信号为8000年。搜索的主要计算工作分布在大约10万台由公众自愿提供的计算机上。这种大的计算能力允许使用30小时的相对较长的相干积分时间，同时搜索大的参数空间。这次搜索将Einstein@Home之前在LIGO S4数据中的搜索扩展到了大约三倍的灵敏度。在125 Hz到225 Hz波段，超过90%的无量纲引力波应变张量振幅大于3e-24的源都可以被探测到。
2009-05-11 gr-qc
All-sky LIGO Search for Periodic Gravitational Waves in the Early S5 Data
我们报告了用LIGO探测器对频率范围为50- 1100 Hz的周期性引力波的全天搜索，频率的时间导数范围为-5.0E-9 Hz/s到零。来自第五次LIGO科学运行（S5）的前八个月的数据已用于此搜索，该搜索基于对应变功率求和的半相干方法（PowerFlux）。没有观测到周期性引力辐射的证据，我们报告了95%置信水平的上限辐射的任何未知的孤立旋转中子星的搜索范围内。在200 Hz频带上获得低于1.E-24的应变极限，并且相对于先前搜索的灵敏度改进在整个搜索频带上以约100的平均因子增加了采样的空间体积。对于标称赤道椭圆率为1.0E-6的中子星，搜索对500 pc的距离很敏感-这个范围可能包含许多未发现的中子星，尽管其中只有一小部分可能旋转得足够快，可以进入LIGO。这个椭圆率在常规中子星所能承受的上限，远低于奇异夸克星所能承受的最大值。
2008-10-01 astro-ph gr-qc
Coherent searches for periodic gravitational waves from unknown isolated sources and Scorpius X-1: results from the second LIGO science run
我们使用第二次LIGO科学运行中最敏感的几个小时的数据进行了两次周期性引力波的搜索。第一次搜索的目标是孤立的，以前未知的中子星，覆盖整个天空的频带160-728.8赫兹。第二次搜索的目标是低质量X射线双星天蝎座X-1中的吸积中子星，覆盖464-484 Hz和604-624 Hz频段，以及两个双星轨道参数。这两次搜索都是为了寻找利文斯顿和汉福德4公里干涉仪之间的巧合。对于孤立的中子星，我们对引力波应变振幅的95%置信上限在整个频带范围内从6.6E-23到1 E-21;对于天蝎座X-1，它们在两个20 Hz频带范围内从1.7E-22到1.3E-21。本文给出的上限是第一个利用相干搜索技术得到的周期引力波的宽频带宽参数空间上限。这里开发的方法奠定了基础，即将分层搜索更敏感的数据，可以检测天体物理信号。
2006-05-31 gr-qc
Early Advanced LIGO binary neutron-star sky localization and parameter estimation
2015年将见证先进LIGO的首次观测，并开启引力波（GW）先进探测器时代。对于地基GW探测器来说，最有希望的源之一是二元中子星（BNS）合并。为了使用天体物理学的任何探测，我们必须了解我们的参数估计分析的能力。通过模拟的GWs从天体物理学动机的人口BNS，我们研究的准确性，在早期先进的探测器时代的参数推断。我们发现，天空的位置，这是很重要的电磁后续，可以快速确定（~5秒），但天空面积可能是数百平方度。组件质量和自旋之间的简并意味着单个质量和自旋的测量存在显著的不确定性;然而，啁啾质量被很好地测量（通常优于0.1%）。
2016-06-03 astro-ph.HE gr-qc
The Einstein@Home search for periodic gravitational waves in LIGO S4 data
利用第四次LIGO科学运行（S4）的510小时数据，从孤立的快速旋转的中子星等源中搜索周期性引力波。搜寻的是频率范围从50 Hz到1500 Hz的准单色波，线性频率漂移f-dot（在太阳系重心测量）在-f/tau < f-dot < 0.1 f/tau的范围内，其中最小自旋下降年龄tau对于低于300 Hz的信号是1000年，高于300 Hz的信号是10000年。搜索的主要计算工作分布在大约10万台由公众自愿提供的计算机上。这种大的计算能力允许使用30小时的相对较长的相干积分时间，尽管搜索的参数空间很大。没有发现统计学上显著的信号。估计搜索的灵敏度，以及由于仪器伪影污染而被否决的参数空间的分数。在100 Hz到200 Hz波段，超过90%的无量纲引力波应变振幅大于1 e-23的源将被探测到。
2008-04-10 gr-qc
Results of the deepest all-sky survey for continuous gravitational waves on LIGO S6 data running on the Einstein@Home volunteer distributed computing project
我们报告了从S6 LIGO科学运行的数据中对来自孤立中子星的周期性引力波进行深空搜索的结果。由于Einstein@Home分布式计算项目的志愿者提供的计算能力，搜索成为可能。我们没有发现明显的信号候选者，并对来自目标人群的引力波信号的振幅设定了迄今为止最严格的上限。在最佳应变灵敏度的频率下，在$170.5$和$171$ Hz之间，我们设置了${5.5}^{-25}$的90%置信上限，而在我们频率范围的高端，大约505 Hz，我们达到了上限$\simeq {10}^{-24}$。在$230$ Hz处，我们可以用$10^{38} \textrm{kg m}^2$的主惯性矩的基准值排除地球100 pc范围内椭圆度大于$10^{-6}$的源。如果我们假设一个更高（更低）的引力波自旋，我们就把更远（更近）的物体限制在更高（更低）的椭圆度上。
2016-07-02 astro-ph.IM gr-qc
Einstein@Home all-sky "bucket" search for continuous gravitational waves in LIGO O3 public data
Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（阿尔伯特·爱因斯坦研究所））；Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）
本研究利用LIGO O3公开数据，通过Einstein@Home志愿计算项目及三个超算集群开展连续引力波全天搜索，未探测到信号，给出了引力波振幅等参数的上限。
2025-08-29 gr-qc
Einstein@Home all-sky search for continuous gravitational waves in LIGO O2 public data
我们进行了一个全天空的搜索连续引力波的LIGO O2数据从汉福德和利文斯顿探测器。我们搜索频率在20.0 Hz和585.15 Hz之间并且自旋下降在-2.6e-9 Hz/s和2.6e-10 Hz/s之间的近单色信号。我们在Einstein@Home志愿者计算项目上部署了搜索，并通过八个进一步的搜索阶段跟踪与最重要结果相关的波形，达到了全天空调查所达到的最佳灵敏度，高达500 Hz。六个被检查的波形通过了所有阶段，但它们都与硬件注入有关，这是在LIGO探测器上模拟的用于验证目的的假信号。我们用一致的参数恢复所有这些假信号。没有其他波形幸存下来，所以我们没有发现连续引力波信号在我们搜索的可探测性水平的证据。我们约束的连续引力波在检测器的信号频率的函数，在半赫兹箱的h 0振幅。在90%置信水平下，163.0 Hz时最具约束力的上限为h 0 = 1.3e25。我们的结果排除了旋转速度超过5毫秒，赤道椭圆率大于1 e-7接近100秒差距的中子星。根据一些模型，这些变形是中子星壳很容易承受的。
2020-11-05 astro-ph.HE gr-qc
Search for High Frequency Gravitational Wave Bursts in the First Calendar Year of LIGO's Fifth Science Run
我们提出了一个全天空的搜索引力波的频率范围为1至6千赫在第一个日历年的LIGO的第五次科学运行。这是第一个在3 kHz以上进行的非触发LIGO爆发分析。我们讨论了在这一制度的干涉数据的独特属性。分析了161.3天的三重符合数据。没有观察到超过阈值的引力事件，在90%的置信水平下，强引力波爆发率的频率上限为每年5.4次。具体的引力波发射的理论模型的影响进行了讨论。
2009-10-16 gr-qc
All-sky search for periodic gravitational waves in LIGO S4 data
我们报告了用LIGO探测器对频率范围为50-1000 Hz的周期性引力波的全天搜索，频率的时间导数范围为-1.0E-8 Hz/s到零。来自第四次LIGO科学运行（S4）的数据已用于此搜索。三种不同的半相干方法转换和求和应变功率从短傅立叶变换（SFT）的校准数据已被使用。第一种称为“StackSlide”，对每个SFT的归一化功率进行平均。一个“加权霍夫”计划也被开发和使用，这也允许多干涉仪搜索。第三种方法，称为“PowerFlux”，是StackSlide方法的变体，其中在求和之前对功率进行加权。在加权Hough和PowerFlux方法中，根据噪声和检测器天线方向图选择权重，以最大化信噪比。讨论了这些方法各自的优缺点。没有观察到周期性引力辐射的证据，我们报告的上限，我们解释这些限制这种辐射从孤立的旋转中子星。对于在天空中各向同性分布的模拟源和各向同性分布的自旋轴，在95%置信度下，基于人口的最佳上限是4.28E-24（接近140 Hz）。严格的上限也得到了小补丁的天空中的最好的情况下和最坏的情况下倾斜的自旋轴。
2009-12-01 astro-ph gr-qc
Probing More Deeply in an All-Sky Search for Continuous Gravitational Waves in the LIGO O3 Data Set
本文利用完整LIGO O3数据，在[30,150] Hz频段对孤立中子星连续引力波进行更深入的全天空搜索，未发现信号，并设定了比此前更严格的偏振波振幅上限。
2024-02-26 astro-ph.HE gr-qc
Localizing compact binary inspirals on the sky using ground-based gravitational wave interferometers
紧凑双星的吸入和合并是地基引力波观测中最有希望的事件之一。来自这些源的电磁（EM）信号的检测将为GW信号提供补充信息。因此，确定引力波探测器在天空中定位紧凑双星的能力是很重要的，这样它们就可以与它们的EM对应物相匹配。我们使用马尔可夫链蒙特卡罗技术研究天空定位使用网络的地基干涉仪。使用相干网络分析，我们发现，激光干涉仪引力波天文台（LIGO）-处女座网络可以本地化他们的~8西格玛检测到的中子星双星的50%，以优于50平方度。95%置信区间。大尺度低温引力波望远镜（LCGT）和LIGO-澳大利亚的增加将这一数字提高到12平方度。使用一个更保守的符合检测阈值，我们发现，50%的检测到的中子星双星定位到13平方度。使用LIGO-Virgo网络，并达到3平方度。使用LIGO-Virgo-LCGT-LIGO-Australia网络。我们的研究结果表明，GW天文台和EM设施的协调提供了很大的希望。
2011-09-16 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Sky localization and polarization mode reconstruction of gravitational waves from GW170104 and GW150914
本文利用LIGO Hanford和Livingston两个探测器的数据，通过自旋2特性重建GW170104和GW150914的偏振模式，实现小区域天空定位，为引力波研究提供新方法。
2025-07-18 gr-qc
All-sky radiometer for narrowband gravitational waves using folded data
我们展示了一个全天搜索持久的，窄带引力波使用模拟数据。搜索采用辐射测量恒星折叠的数据，以揭示持久的引力波源的信号模型的最小假设。该方法补充了连续波搜索，连续波搜索经过微调，可以从旋转的中子星中搜索引力波，同时提供了一种检测专用连续波技术可能错过的更多外来源的方法。我们应用该算法模拟高斯噪声的LIGO设计灵敏度的水平。我们计划在第一次观测运行中LIGO网络算法的应变幅度灵敏度为$h_0 \approx 1.2 \times 10^{-24}$（$1\%$虚警概率，$10\%$虚警概率）。我们包括治疗仪器线和检测器文物使用时移LIGO数据从第一次观测运行。
2019-01-30 astro-ph.IM gr-qc
Search for continuous gravitational waves directed at sub-threshold radiometer candidates in O3 LIGO data
本研究使用Advanced LIGO O3数据，通过基于F统计量和隐马尔可夫模型的半相干匹配滤波方法，对515个全天区全频段亚阈值候选者进行连续引力波后续搜索，虽未发现天体物理信号，但确定了95%置信度下的最小可探测应变幅度，并验证了该方法对未来全天区搜索的适用性。
2024-03-27 gr-qc
Coincidence detection of broadband signals by networks of the planned interferometric gravitational wave detectors
我们描述了如何计划的六个探测器（2 LIGOs，处女座，GEO，AIGO，TAMA）可以用来执行符合实验的宽带信号的检测，无论是合并紧凑的二进制文件或突发源。我们比较了这些探测器在不同光学配置下可实现的灵敏度，发现只有在LIGO和VIRGO以功率回收模式运行，其他中等规模探测器以双回收模式运行的网络中，才能进行有意义的用于检测合并二进制信号的符合实验。对于我们所考虑的突发波形模型（即均匀功率高达2000 Hz），我们发现，功率回收的VIRGO的相对灵敏度是相当高的，与其他人相比，其目前的设计参数，因此，通过将VIRGO包括在网络中进行的符合实验将是没有意义的。我们还计算了不同可能的网络的时间延迟窗口大小的优化值。还讨论了滤波对阈值计算的影响。我们为不同的探测器设置了阈值，并找出了不同可能的网络可以覆盖的天空体积，以及下个世纪初合并双星的相应检测率。我们注意到，与仅使用能量回收的LIGO探测器相比，能量回收的LIGO和VIRGO以及双重回收的GEO和AIGO的重合实验可以将天空覆盖的体积增加3.2倍，并且是能量回收的LIGO-VIRGO网络覆盖的天空的1.7倍。这些数值远小于仅由后期具有双循环操作的LIGO-VIRGO网络所能覆盖的范围，但在确定方向、距离和其他源参数方面的精度将大大提高。
1995-09-22 gr-qc
Benefits of joint LIGO -- Virgo coincidence searches for burst and inspiral signals
我们研究的好处进行联合LIGO-处女座搜索瞬态信号。我们通过在24小时的模拟探测器数据中添加爆发和螺旋信号来实现这一点。我们发现显着的优势，进行联合符合分析，以上无论是LIGO只或处女座只搜索。这些包括在固定的虚警率下提高对突发和螺旋事件的检测效率，以及重建信号的天空位置的能力。
2005-09-12 gr-qc
The First Two Years of Electromagnetic Follow-Up with Advanced LIGO and Virgo
我们预计在本十年的晚些时候，先进的LIGO和Virgo将首次直接探测到引力波（GW）。虽然这项突破性的技术成就本身就是奖励，但更大的奖励可能是同时在引力和电磁通道中观测到紧凑的双星合并。在Advanced LIGO和Virgo运行的前两年（2015年至2016年），我们预计全球GW探测器阵列将提高灵敏度和寿命，并从两个扩展到三个探测器。我们建立了在这一转变过程中双星中子星（BNS）合并的探测率和天空定位精度模型。我们已经分析了一个大的，天体物理学的动机源人口使用实时检测和天空定位代码和更高的延迟参数估计代码，已明确建立在先进的LIGO/室女座时代的操作。我们表明，对于大多数BNS事件的快速天空定位，检测后约一分钟，是准确的完整的参数估计。我们证明，先进的处女座将在天空定位中发挥重要作用，即使它预计上线只有三分之一的灵敏度为先进的LIGO探测器。我们发现，90%置信区间的中位数从2015年的500平方度缩小到2016年的200平方度。我们的模拟中出现了第一次LIGO/Virgo探测的一些不同场景。
2014-10-22 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Deep Einstein@Home all-sky search for continuous gravitational waves in LIGO O3 public data
本研究利用Einstein@Home项目与ATLAS集群的GPU资源，对LIGO O3公开数据开展全天域连续引力波搜索，经多阶段分层筛选后未发现真实信号，设定了当前该参数区间内最严格的引力波振幅、中子星椭率及r模振幅上限。
2023-06-19 astro-ph.HE gr-qc
Searching for periodic sources with LIGO. II: Hierarchical searches
探测准周期性引力波源需要长时间观测的信噪比积累。如果不消除，地球运动引起的多普勒调制和引力波频率的内在变化使信号无法检测。这些影响可以使用频率演变的参数化模型来校正（去除）。我们计算的独立校正$N_p(ΔT,N)$的数量不相干的搜索策略，使用堆叠的功率谱-解调的时间序列被划分为$N$段的长度$ΔT$，每一段是FFTed，功率计算，和$N$频谱总结。我们估计，使用非相干堆栈的全天搜索的灵敏度是一个因素的2- 4优于将实现使用相干傅立叶变换，非相干方法在探索大参数空间的计算效率。一种两阶段的分级搜索方法，对老（>= 1000年）慢（<= 200 Hz）星和年轻（>= 40年）快（<= 1000 Hz）星的全天搜索，灵敏度又提高了20- 60%。假设数据分析的有效计算能力为10^{12}次浮点运算，增强的LIGO干涉仪应该对以下情况敏感：（i）在200 Hz下具有$ε\agt5\times 10^{-6}$引力椭圆率的银河系核心恒星，（ii）新生中子星的不稳定r模式发射的引力波，距离约为8 Mpc，以及（iii）LMXB中的中子星，其x射线通量超过$2 \times 10^{-8} erg/(cm^2 s)$。此外，如果干涉仪是在信号再循环的窄带配置下工作的，那么来自天蝎座X-1中子星的引力波应该是可以探测到的。
1998-12-04 gr-qc
Results of an all-sky high-frequency Einstein@Home search for continuous gravitational waves in LIGO's fifth science run
我们提出了一个高频全天空搜索的连续引力波从孤立的紧凑的物体在LIGO的第五次科学运行（S5）的数据，使用的计算能力的爱因斯坦@家志愿者计算项目。这是唯一一次专门的连续引力波搜索，在S5数据上探测这种高频范围。我们没有发现显著的候选信号，因此我们对连续引力波应变振幅设置了90%置信水平的上限。在搜索频率范围的较低端，大约1250 Hz，最受约束的上限是$5.0\times 10^{-24}$，而在较高端，大约1500 Hz，它是$6.2\times 10^{-24}$。根据这些上限，并假设主转动惯量的基准值为$10^{38}$ kg $\,$ m $^2$，我们可以排除在地球100 pc范围内，自转周期在1.3和1.6毫秒之间的椭圆率高于大约$2.8\times10^{-7}$的天体。
2017-10-08 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Hierarchical follow-up of sub-threshold candidates of an all-sky Einstein@Home search for continuous gravitational waves on LIGO sixth science run data
我们报告的结果，周期性引力波的频率在50和510赫兹之间的孤立的紧凑的对象，即中子星的全天搜索。采用了一种新的分层多阶段方法，由Einstein@Home项目的计算能力支持，允许比以往任何时候都更深入地探测。来自初始搜索的1600万个亚阈值候选者[LVC，arXiv：1606.09619]在三个阶段中被跟踪。这些候选者中没有一个与孤立的引力波发射器一致，并且90%置信水平上限被放置在来自目标群体的连续波的振幅上。在170.5和171 Hz之间，我们将应变振幅h 0的最具约束性的90%置信上限设定为4.3x10-25，而在我们的频率范围的高端，我们实现了7.6x10-25的上限。这是迄今为止最具约束力的全天上限，并将距离D处以300 Hz发射的旋转致密天体的椭圆率限制为小于6x 10 -7 [d/100 pc]。
2016-08-31 astro-ph.IM gr-qc
Model-independent search for anisotropies in stochastic gravitational-wave backgrounds and application to LIGO-Virgo's first three observing Runs
本文开发了一种模型无关的随机引力波背景各向异性搜索流程，直接在天图域反演相关矩阵，并利用LIGO-Virgo前三次运行数据给出上限和谱形状约束。
2023-06-23 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Searching for periodic sources with LIGO
我们调查的计算要求，全天，全频搜索引力波从旋转的中子星，使用存档的数据干涉引力波探测器，如LIGO。这些源预计是弱的，因此最佳策略涉及使用长时间数据（数月至数年）的傅立叶变换进行信噪比的相干累积。地球运动引起的多普勒频移和脉冲星固有的自旋下降会通过将功率分散到许多频率仓来降低窄带信噪比;因此，在执行傅里叶变换之前必须校正这些影响。校正可以通过参数化模型来实现，在该参数化模型中，对离散的参数值集进行搜索。我们在这个参数空间上定义了一个度量，它可以用来确定搜索中点之间的最佳间距;这个度量用来计算必须搜索的独立参数空间点的数量Np，作为观察时间T的函数。数值Np（T）取决于最大引力波频率和搜索可以探测到的最小自旋下降年龄τ =f/（df/dt）。为了具有99%的检测置信度，所需的信噪比也取决于Np（T）。我们发现，对于持续时间为T=10^7 s的全天、全频搜索，这个检测阈值是h（3/yr）的4 ~ 5倍，其中h（3/yr）是对应的99%置信度阈值，前提是我们事先知道脉冲星的位置和自旋周期。
1997-02-25 gr-qc
Detailed comparison of LIGO and Virgo Inspiral Pipelines in Preparation for a Joint Search
本文对LIGO和Virgo双星中子星探测管道进行了详细而直接的比较。为了测试搜索程序，将许多螺旋信号添加到24小时的模拟探测器数据中。对不同管道的效率进行了测试，发现它们具有可比性。还测试了参数估计例程。我们证明，有一定的好处，如果LIGO和处女座进行联合符合分析，这些优势包括提高检测效率和提供源天空位置信息。
2007-01-03 gr-qc
Search for continuous gravitational waves from PSR J0437$-$4715 with a hidden Markov model in O3 LIGO data
使用隐马尔可夫模型在O3 LIGO数据中搜索PSR J0437$-$4715的连续引力波，覆盖60-500 Hz频率范围，10天相干时间无候选，30天产生五个候选体。
2022-08-08 gr-qc
Probing gravitational wave polarizations with Advanced LIGO, Advanced Virgo and KAGRA
假设，对于一个给定的源的引力波（GWs），我们知道它的天空位置，是GW事件的情况下，电磁对应物，如GW 170817，我们讨论了一个空流方法来探测GW偏振，包括自旋0（标量）GW模式和自旋1（矢量）模式，特别是与预期的网络先进LIGO，先进处女座和KAGRA。对于两个独立的零流为四个非共对齐GW探测器，我们研究了在天空中的位置，正是在那里的自旋0模式的GW探测器网络的任何零流消失，虽然在一个检测器的应变输出可能包含自旋0模式。我们的数值计算表明，存在70个天空位置，满足这个条件，杀死自旋0模的零流。如果在70个天空位置中的一个位置上发现了一个具有电磁对应物的GW源，则可以通过零流方法将自旋1模式与自旋0模式分开测试。此外，我们研究了两个零流的叠加，以表明三种模式（一种组合自旋0和两种自旋1模式）中的任何一种可以通过适当地调整零流的加权叠加来消除，从而可以通过实验测试一组剩余的偏振模式。
2018-09-10 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Performance of Particle Swarm Optimization on the fully-coherent all-sky search for gravitational waves from compact binary coalescences
全相干全天搜索致密双星并合产生的引力波信号是一项计算量很大的任务。近似，如半相干符合搜索，目前用于规避计算障碍，伴随着灵敏度的损失。我们探讨粒子群优化算法（PSO）在解决这个问题的有效性。我们的研究结果，使用具有初始LIGO设计灵敏度和现实信号强度的模拟探测器网络，表明PSO可以成功地提供完全相干的全天搜索，其可能性评估的数量小于基于网格的搜索所需的1/10。
2017-05-01 gr-qc
All-sky search for short gravitational-wave bursts in the first part of the fourth LIGO-Virgo-KAGRA observing run
本研究利用LIGO-Virgo-KAGRA第四次观测运行前八月数据，用四种方法搜索短引力波瞬变，未发现新的显著信号，灵敏度较此前提升2-10倍，可探测银河系内部分核心坍缩超新星及船帆座脉冲星级别的小幅度周期跃变引力波。
2025-08-04 astro-ph.HE gr-qc
Search for gravitational-wave bursts in the first year of the fifth LIGO science run
我们提出的结果，从全天空搜索引力波（GW）的爆发在64-2000 Hz的频率范围内的数据收集的LIGO探测器在第一年（2005年11月至2006年11月）的第五次科学运行。总分析生存期为268.6天。在该检索中调用了多个分层数据分析方法。对于各种形态的引力波爆发，用平方根（rss）应变振幅h_{rss}表示的总体灵敏度在6倍10^{-22} Hz^{-1/2}到几倍10^{-21} Hz^{-1/2}的范围内。未观察到GW信号，在90%置信水平下，强GW爆发率的频率上限为每年3.6起事件。与我们之前的搜索一样，我们还将此速率限制与选定波形形态的检测效率相结合，以获得事件速率与强度排除曲线。在灵敏度方面，这些排除曲线是迄今为止最严格的。
2009-10-20 gr-qc
A comparison of methods for gravitational wave burst searches from LIGO and Virgo
利用由三个干涉仪组成的网络（汉福德4公里、利文斯顿4公里和室女座3公里是示例干涉仪）中的24小时模拟数据，研究了寻找爆发引力波的过程。研究和比较了LIGO科学合作组织（LSC）和Virgo合作组织开发的几种探测爆发事件的方法。我们已经进行了重合分析的触发器中获得的不同的干涉仪与模拟信号添加到数据。具有类似的灵敏度的多个干涉仪的好处证明了通过比较的联合符合分析与LSC和处女座只有突发搜索的检测性能。将Virgo加入LIGO探测器网络可以将这次搜索的探测效率提高50%。LIGO-Virgo联合网络的另一个优点是能够重建源天空位置。重建精度取决于各干涉仪对同相轴的定时测量精度，文中以固定源位置为例说明了重建精度。
2007-01-03 gr-qc
The needle in the hundred square degree haystack: The hunt for binary neutron star mergers with LIGO and Palomar Transient Factory
先进的LIGO和Virgo实验准备在本十年内首次直接探测引力波（GW）。最终的奖励将是在引力和电磁通道中联合观测一个紧凑的双星合并。然而，GW的天空位置不确定数百平方度将构成挑战。我描述了一个实时检测管道和快速贝叶斯参数估计代码，这将使它能够迅速搜索光学同行在先进的LIGO。在分析了一个全面的人口模拟GW源，我们描述的天空定位精度，GW探测器网络将实现每个探测器上线，并朝着设计灵敏度的进展。接下来，在准备与中间帕洛玛瞬态工厂（iPTF）的光学搜索，我们已经开发了一种独特的能力，检测光学余辉的伽马射线暴（GRB）检测费米伽马射线暴监测器（GBM）。它的可比误差区域提供了一个密切的平行先进的LIGO问题，但费米的独特访问MeV-GeV光子和其几乎所有的天空覆盖范围可能使我们能够在一个相对未开发的部分GRB参数空间的光学余辉。我们提出了八个GBM-iPTF余辉的发现和宽带跟踪观测。其中两个爆发的红移较低，相对于“标准”宇宙学爆发而言，是次发光的，并且已经在光谱上证实了宽线Ic型超新星。这两次爆发可能与从先驱包层爆发的温和相对论性激波相一致，而不是超相对论性喷流内部激波的标准机制。在技术层面上，GBM-iPTF的努力是一个原型，用于定位和观测Zwicky瞬态设施的高级LIGO中GW事件的光学对应物。
2015-01-12 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Facilitating follow-up of LIGO-Virgo events using rapid sky localization
快速有效地定位引力波（GW）事件可以在识别可能的电磁对应物方面发挥关键作用，从而有助于开创GW多信使天文学的时代。我们讨论了一种算法，准确和非常低的延迟（$<$ 1秒）的GW源的定位只使用相对到达时间，相对相位，和相对信噪比的检测器对。该算法不依赖于距离和质量，可以推广到所有的离散源检测的地基探测器网络。我们的方法，而独立开发的，是类似于BAYESTAR的算法中的一些修改，从而提高计算效率。对于LIGO两个探测器配置（汉福德+利文斯顿）预计在2015年底，我们发现一个中位数50\%（90\%）的本地化143度$^2$（558度$^2$）的双中子星（网络信噪比阈值为12，对应的地平线距离为$\sim 130$ Mpc），与以前的发现一致。我们探讨了高SNR事件导致的定位改善，发现前4个（或10个）事件中最响亮的事件将中值天空定位区域减少了1.9（3.0）倍（对于2 GW探测器）和2.2（4.0）倍（对于3个探测器）。我们认为，在GW和电磁（EM）频谱的情况下，多信使联合检测。我们专门探讨的情况下，独立的，可能是高度不确定的，本地化，显示联合本地化区域显着减少。我们还表明，先前的二进制倾斜，可能产生的GRB观测，GW本地化的影响可以忽略不计。我们的算法是简单，快速，准确，并可能是特别实用的多信使天文学的发展。
2015-08-31 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
GRB-triggered searches for gravitational waves in LIGO data
LIGO引力波探测器最近达到了设计灵敏度，并完成了为期两年的科学运行。在此期间，收集了一年的数据，其敏感性前所未有。我将简要描述LIGO探测器的状态和最近科学运行的整体质量。我还将介绍在2007年2月1日探测到的短伽马射线暴的引力波数据中寻找螺旋波形的结果，其天空位置误差框与M31的旋臂重叠。没有发现引力波信号，在99%的置信水平下可以排除M31中的双星合并。
2008-02-04 astro-ph gr-qc
LIGO-Virgo events localization as a test of gravitational wave polarization state
先进LIGO天线对引力波事件GW 150914、GW 151226、LVT 151012和GW 170104的探测为引力相互作用基础物理的研究开辟了新的可能性。本文提出了一种新的确定引力波偏振态的方法，它与引力波源的性质无关。为此，我们计算了GW源沿视圆的允许天空位置。这是通过考虑每个天线的灵敏度模式和检测到的信号的相对幅度来针对每个极化状态完成的。圆的位置是相对于连接两个LIGO天线的线计算的，使用它们之间的信号的观测到达时间延迟。对于GW 150914、GW 151226和LVT 151012事件，GW源的允许位置在天空上的视圆（AC）平行于被称为本超星系团（LSC）的盘状大尺度结构的平面，该结构延伸到半径$\sim 100$ Mpc，厚度为$\sim 30$ Mpc。对于GW 170104事件，AC垂直于LSC平面，但源的预测位置也可能属于LSC平面，这与可能的光学对应物ATLAS 17 aeu的检测一致。接下来的aLIGO-aVirgo观测运行被提出来测试沿着LSC平面聚集GW源的可能性。
2017-06-28 gr-qc hep-ex
Precise LIGO Lensing Rate Predictions for Binary Black Holes
我们将展示LIGO如何在$z>1$上探测到合并的双星黑洞，这些黑洞被干预的星系群所透镜化。引力放大，$μ$，通过$\sqrtμ$增强引力波信号，而不改变它们的频率，如果不被识别，会导致低估事件红移，从而高估双星质量。合并双星可以达到很高的放大率，因为合并过程中强烈的引力波发射区域很小（$\sim$ 100公里），允许透镜焦散和引力波事件之间非常接近的投影。我们的模拟结合了精确的波形与LIGO功率谱密度的卷积。重要的是，我们包括对天空位置和轨道方向的检测依赖性，这对于LIGO配置转化为观测到的红移和啁啾质量的广泛分布。目前，我们估计透镜事件\rateEarly{}的可探测率，上升到\rateDesign{}，在LIGO的设计灵敏度极限，这取决于黑洞合并的高红移率。
2017-03-18 astro-ph.CO gr-qc
Searches for continuous gravitational waves with the LIGO and Virgo detector
LIGO科学合作组织和Virgo合作组织在LIGO和Virgo数据中开展了周期性连续引力波的联合搜索。这些分析的范围从有针对性地搜索已知恒星的引力波信号（无线电或X射线观测的精确星历表用于匹配滤波器），到全天搜索未知的中子星，包括双星系统中的恒星。在这两个极端之间的是定向搜索未知自旋频率的已知恒星或特定位置的新的未知来源，例如靠近银河系中心或球状星团。将总结每种类型的最近和正在进行的搜索，以及使用Advanced LIGO和Virgo探测器数据进行未来搜索的前景。
2012-10-31 astro-ph.GA astro-ph.IM gr-qc
Reconstruction of source location in a network of gravitational wave interferometric detectors
本文讨论了利用干涉探测器网络（主要是LIGO和Virgo探测器）的探测重建引力波源的方向。我们假设，一个事件已被视为符合使用过滤器应用于三个检测器的数据流。利用引力信号在每个探测器中的到达时间（及其相关误差），利用卡方最小化技术计算出源在天空中的方向。对于相当大的信号（在所有检测器中SNR>4.5），真实位置和重建位置之间的平均角度误差约为1度。我们还研究了网络几何形状的影响，假设所有干涉检测器的角响应相同。它出现的重建质量是不均匀的天空，并降低时，源接近由三个探测器定义的平面。在LIGO-Virgo网络中添加至少一个其他探测器可以减少盲区，在6个探测器的情况下，可以在99%的天空中达到源方向上小于1度的精度。
2006-09-28 gr-qc
Constraining extra gravitational wave polarizations with Advanced LIGO, Advanced Virgo and KAGRA and upper bounds from GW170817
四维时空中引力的一般度规理论最多可以包含6种引力波偏振模式（2种自旋为0、2种自旋为1和2种自旋为2）。最近已经表明，通过使用四个GW非共对准检测器，原则上可以与特定天空位置中GW源的自旋0和自旋2模式分开地进行自旋1模式的直接测试[Hagihara等人，版本D 98，064035（2018）]。他们已经发现了特定的天空位置，满足在所谓的零流中完全杀死自旋0模式的条件，零流是信号输出的线性组合，以杀死自旋2模式。本文扩展的方法来讨论的可能性，自旋0模式是不完全的，但有效地抑制在零流测试自旋1模式与其他模式分开，特别是与先进的LIGO，先进的处女座和KAGRA预期的网络。我们还研究了一种可能性，即自旋-1模式在零流中基本上被抑制，以测试自旋-0模式与其他模式分开，尽管任何天空位置的自旋-1模式在零流中不能完全被杀死。此外，我们发现零流中自旋0模的系数对于GW 170817事件是非常小的，因此自旋1模的振幅可以被设置为$< 6 \times 10^{-23}$。
2019-04-04 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Searching for gravitational waves from Cassiopeia A with LIGO
我们描述了正在进行的对来自超新星遗迹仙后座A中心致密天体的周期性引力波的搜索。该天体可能是银河系中最年轻的中子星。它的位置是众所周知的，但对象不脉冲在任何电磁辐射带，因此提出了一个挑战，在搜索频率和频率导数的参数空间。我们估计，一个完全相干的搜索可以在计算集群上用合理的时间实现一个灵敏度，在这个灵敏度上，即使在初始LIGO噪声谱的情况下，理论上也有可能（尽管不太可能）观察到一个信号。仙后座A是仅次于蟹状星云脉冲星的第二个天体。这里描述的搜索方法也可以获得有趣的结果与当前LIGO灵敏度类似的对象。
2008-10-08 gr-qc
Comparing advanced-era interferometric gravitational-wave detector network configurations: sky localization and source properties
本研究利用完整贝叶斯参数估计评估高级时代地基引力波探测器网络性能，发现加入 Virgo 和 KAGRA 探测器可显著提升天空定位精度与内禀源参数约束，并验证 20 Hz 低频阈值足够。
2024-04-25 astro-ph.HE gr-qc
An independent search of gravitational waves in the first observation run of advanced LIGO using cross-correlation
本文介绍了一种利用LIGO观测站的数据同时搜索引力波的无模板方法。该方法的基本思想是，如果应变信号之间的最大相关系数大于一个显著阈值，且其时间差小于观测站间光传播时间的10 ms，则在短时间数据段中存在GW信号。因此，该方法可以用于执行任何类型GW的盲搜索，而不管波形和源类型以及天空位置。一个独立的搜索注入和真正的GW信号从紧凑的二元聚结（CBC）包含在先进的LIGO的第一次观测运行（O1）进行评估其性能。在此基础上，提出的方法能够检测到GW产生的二元系统，而不做任何假设。
2018-07-19 astro-ph.IM gr-qc
All-sky incoherent search for periodic signals with Explorer 2005 data
共振棒探测器在2005年期间收集的数据被分成若干段，并进行非相干求和，以便对周期性引力波信号进行全天搜索。搜索的参数空间在频率上跨越约40 Hz，在天空中的23927个位置。既不包括源轨道修正，也不包括自旋降速参数，结果是，对频率漂移小于6 × 10^{-11} Hz/s的孤立中子星的搜索是敏感的。通过本分析没有发现引力波候选者，这导致无量纲应变振幅的最佳上限为3.1 × 10^{-23}。
2007-08-31 gr-qc
On the independent points in the sky for the search of periodic gravitational wave
假设噪声功率谱密度是平坦的，我们研究了天空中的独立点对寻找周期性引力波的要求。对一周的数据集，在不同的地球初始方位角下进行了分析。分析表明，在搜索的天空中的独立点的显着差异。我们数值上得到一个近似的关系，使计算成本和灵敏度之间的权衡。并结合先进的LIGO系统，讨论了小频段相干搜索的可行性。
2008-03-06 astro-ph gr-qc
Outlook for detection of GW inspirals by GRB-triggered searches in the Advanced detector era
短而硬的伽马射线暴（GRB）被认为起源于两颗中子星（NS）或一颗中子星和一个黑洞（BH）的合并。如果这种情况是正确的，那么短伽马射线暴将伴随着强引力波（GW）的发射，可以被LIGO，Virgo，KAGRA和LIGO-India等GW天文台检测到。与全天候、全天时的GW搜索相比，外部触发的GW搜索具有时间和天空位置已知、GW幅度增大等优点。基于最近的联合LIGO-Virgo数据，我们的分析估计，和我们的蒙特卡罗模拟候选紧凑的二进制合并事件的信噪比的分布，我们找到了一个有效的敏感体积GRB触发的搜索，是约2倍以上的全天空，所有的时间搜索。对于NS-NS系统，喷流角为20度，伽马射线卫星视场为天空的10%，并且具有通常旋进的自旋，这使NS-NS短GRB和NS-BH短GRB关联的数量增加了一倍，达到NS-NS和NS-BH所有检测的3-4%。我们还调查的权力测试统计过剩的阈下事件列表中，并表明，这些是不太可能揭示一个阈下人口，直到发现GW协会短伽玛暴已经是例行的。最后，我们提供了有用的公式计算GW振幅的先验分布，从一个紧凑的二进制合并，对于一个给定的GW探测器网络和给定的天空位置。
2013-04-25 astro-ph.HE gr-qc
Deep-Learning Continuous Gravitational Waves: Multiple detectors and realistic noise
宽参数空间搜索连续引力波的灵敏度受到计算成本的限制。最近的研究表明，深度神经网络（DNN）可以直接对（单探测器）应变数据进行全天空搜索，这可能提供一种低计算成本的搜索方法，从而提高整体灵敏度。在这里，我们从两个方面扩展了这项研究：（i）同时使用来自两个探测器的（模拟）应变数据，以及（ii）训练定向（即，单天空位置）搜索。对于$T = 10^5\, s$的数据时间跨度，与全相干匹配滤波（使用WEAVE）相比，全天空双探测器DNN在低频（$f=20\,Hz$）处的灵敏度（在幅度$h_0$方面）约为$7\%$，并且在高频（$f=1000\,Hz$）处的灵敏度约为$51\,\%$。在定向情况下，与匹配滤波相比的灵敏度间隙的范围从$f=20\,Hz$处的约$7-14\%$到$f=1500\,Hz$处的约$37-49\%$。此外，我们评估DNN在信号频率，自旋和天空位置方面的泛化能力，并测试其对现实数据条件的鲁棒性，即数据中的差距和使用真实的LIGO探测器噪声。我们发现DNN的性能不会受到测试数据中的间隙或使用相对不受干扰的LIGO探测器数据带而不是高斯噪声的不利影响。然而，当使用更受干扰的LIGO波段进行测试时，DNN的检测性能会因为假警报的增加而大幅下降。
2020-07-11 astro-ph.IM gr-qc physics.data-an
Optimally setting up directed searches for continuous gravitational waves in Advanced LIGO O1 data
在本文中，我们设计了一个搜索连续引力波从三个超新星遗迹：船帆座小，仙后座A（Cas A）和G347.3。这些系统可能存在快速旋转的中子星，它们发射出准周期性的引力辐射，可以被先进的LIGO探测器探测到。我们的搜索旨在使用志愿者计算项目Einstein@Home几个月，并假设先进的LIGO探测器在首次科学运行期间的灵敏度和占空比。对于所有三个超新星遗迹，其中心致密天体的天空位置是众所周知的，但中子星的频率和自旋下降率是未知的，这使得搜索计算有限。在之前的一篇论文中，我们提出了一个通用框架，用于决定我们应该花费哪些目标的计算资源、以什么比例、我们应该为每个目标搜索什么频率和降速范围以及使用什么搜索设置。在这里，我们进一步扩展了这个框架，并将其应用于设计一个搜索，旨在检测连续的引力波信号，从最有前途的三个超新星遗迹确定为这样在以前的工作。我们的优化过程产生了对所有三个对象的宽频率和自旋下降搜索，灵敏度达到了前所未有的水平：Cas A的最小可检测引力波应变$h_0$预计将比迄今为止公布的最灵敏上限小2倍，我们提出的搜索，这是在志愿者计算项目Einstein@Home上建立和运行的，覆盖了更大的频率范围。
2017-12-20 gr-qc
Estimating parameters of coalescing compact binaries with a detector network including LIGO Australia
引力波天文学的目标之一是同时探测合并的致密天体双星的引力波信号和这些合并的电磁瞬变。随着下一代先进的地基引力波探测器正在建设中，我们研究的探测器网络的建议扩展，包括在澳大利亚的第四个网站除了汉福德，利文斯顿和Cascina网站的网络的好处。使用贝叶斯参数估计分析的模拟引力波信号从一系列的合并二进制的位置和方向，我们研究参数估计的改进。我们发现，澳大利亚的探测器可以打破退化的几个参数，特别是，本地化的源在天空中的改善了一个因素~4，更温和的改善距离和二进制倾角估计。这种增强的定位天空中源的能力对于任何寻找探测到的引力波信号的电磁对应物都至关重要。
2011-12-29 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
GWSkyNet: a real-time classifier for public gravitational-wave candidates
快速发布引力波候选者的精确天空定位对于多信使观测至关重要。在Advanced LIGO和Advanced Virgo的第三次观测运行期间，自动引力波警报在检测后几分钟内公开发布。随后的检查和分析导致一部分候选人最终被撤回。最新情况可能会延迟几天，有时在详尽的多信使后续活动期间或之后发布。我们介绍GWSkyNet，一个实时的框架来区分天体物理事件和仪器文物，只使用公开的信息从LIGO-Virgo开放的公共警报。该框架由涉及天空地图和元数据的非顺序卷积神经网络组成。GWSkyNet在测试数据集上的预测准确率达到93.5%。
2021-01-21 astro-ph.IM gr-qc
Semianalytical Approach for Sky Localization of Gravitational Waves
引力波源的快速天空定位对于实现及时的电磁跟踪至关重要。在这篇文章中，我们提出了一个新的半解析方法，从紧凑的双星合并的引力波的天空本地化。我们使用贝叶斯框架与分析近似的先验分布为一个给定的天体物理模型。我们推导出一个半解析解的源方向的后验分布。这种方法只需要一个倍的数值积分，边缘化的合并时间，相比之下，五倍的数值积分，否则需要在贝叶斯本地化方法。该方法的性能证明使用一组二进制中子星（BNS）的高斯噪声使用LIGO-Virgo的设计和O2灵敏度注入。我们发现O2灵敏度的90%置信区域的中值为$\mathcal{O}(10^2) ~\mathrm{deg}^2$，与现有的LIGO-Virgo在线定位方法Bayestar和参数估计工具包LALInference的中值相当。最后，我们应用该方法对BNS事件GW 170817进行了定位，找到了11个$\mathrm{deg}^2$（50个$\mathrm{deg}^2$）的50%（90%）置信区间。检测到的GW 170817的光学对应物位于我们的50%置信区域内。
2021-11-03 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Optimized localization for gravitational-waves from merging binaries
先进的LIGO和Virgo引力波天文台为研究致密双星的螺旋和合并打开了一扇新的窗口。当与多信使观测相协调时，这些观测是最强大的。第一次观测到的中子星合并双星GW 170817与一个短的伽马射线暴GRB 170817 A重合，以及从光学对应物AT~ 2017 gfo中识别出宿主星系NGC~4993，都强调了这一点。找到快速衰落的光学对应物关键取决于基于LIGO/Virgo数据的天空地图的快速制作。目前，先生成快速的初始天空图，然后生成更准确、高延迟的$\gtrsim{12}{\rm{hr}}$天空图。我们研究了贝叶斯先验和信号模型的优化选择，这些模型可以与其他方法一起使用，例如降阶求积。我们发现这些产量高达一个$60\%$减少所需的时间来产生高延迟本地化的二进制中子星合并。
2021-10-13 astro-ph.GA gr-qc
Parameter estimation for binary neutron-star coalescences with realistic noise during the Advanced LIGO era
先进的地基引力波探测器即将开始工作。他们的预期目标不仅是对GW进行首次直接检测，而且还对源系统进行推断。双星中子星合并是最有希望的来源之一。我们调查的性能参数估计\edit{(PE)}管道，将在2015年的高级激光干涉仪引力波天文台（aLIGO）的第一次观测运行期间使用：我们专注于重建源的位置在天空中的能力，但也考虑到测量质量和距离的能力。准确，快速的天空定位是必要的，以提醒电磁（EM）观测站，使他们能够执行后续搜索对应的瞬态事件。我们考虑PE准确性的存在下，\edit{non-stationary}，非高斯噪声。我们发现噪声的特性对PE性能\edit{at a given signal-to-noise ratio}的影响可以忽略不计。源光度距离只能受到很差的约束，相对于真实距离缩放的中值$90\%$（$50\%$）可信区间为$0.85$（$0.38$）。然而，啁啾质量被很好地测量。我们的啁啾质量估计受到系统误差的影响，因为我们使用了没有分量自旋的引力波形模板来对中等自旋的信号进行推断，但总误差通常小于$10^{-3} M_\odot$。用于天空定位的中值$90\%$（$50\%$）可信区域是$\sim600~\mathrm{deg^{2}}$（$\sim150~\mathrm{deg^{2}}$），其中探测到的事件的$3\%$（$30\%$）定位在$100~\mathrm{de…
2015-05-12 astro-ph.HE gr-qc
