Reinterpreting Low Frequency LIGO/Virgo Events as Magnified Stellar-Mass Black Holes at Cosmological Distances
引力波可以被介入星系的引力聚焦，就像光一样，从而放大了遥远宇宙中的双星合并事件。星系的高放大率被认为是天空调查中检测到的最亮光源的原因，但LIGO/Virgo的低角分辨率不足以直接检查这种透镜效应的可能性。在这里，我们发现，前六个二元黑洞（BBH）合并事件报告的LIGO/Virgo显示在所观察到的质量和源距离的平面透镜的明确证据。四个最低频率的事件沿着这个平面上的一个明显的轨迹，我们可以通过星系透镜来再现，放大率越高，源通常越远，因此波列被宇宙膨胀拉伸得更多，因子为2-4。这将报告的BBH距离向上修正了一个数量级，等于放大率的平方根。此外，由于轨道频率是用来推导黑洞质量的，因此所报道的黑洞质量必须减少2-4以抵消较大的拉伸因子。这将质量降低到5-15个太阳质量，远低于令人困惑的20-35个太阳质量的高值，否则估计，与我们自己的银河系中的黑洞轨道恒星质量一致的吸引力，从而暗示了遥远宇宙中低频事件的恒星起源。我们还表明，LIGO/VIRGO检测到的其他两个频率较高的BBH事件远低于透镜轨迹，与附近和非透镜一致。如果本地和遥远的透镜事件之间的这种明显的划分被新的探测所加强，那么恒星黑洞的自旋和质量可以通过LIGO/Virgo在100亿年的时间跨度上进行比较。
2018-04-05 astro-ph.CO gr-qc
Impact of LIGO-Virgo black hole binaries on gravitational wave background searches
我们研究了LIGO-Virgo目前探测的黑洞二元种群对未来寻找原始引力波背景的影响。我们估计的前景所产生的二进制使用观察到的事件率和一个简单的建模的黑洞人口。我们从前景中减去单独可分辨的二进制，并利用Fisher分析来推导幂律信号的灵敏度曲线，包括这些天体物理前景。即使在乐观的假设下，我们发现未来实验的范围也会严重缩小。
2023-02-22 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
On the primordial binary black hole mergings in LIGO-Virgo-Kagra data
本文简要讨论了LIGO-Virgo-Kagra合作（GWTC-3目录）观测到的二元黑洞合并对早期宇宙中原始黑洞（PBH）形成的可能宇宙学意义。我们发现LVK BH+BH双星的质量分布可以用两种不同的、几乎相等的粒子数来拟合：（1）现代宇宙中由大质量双星演化形成的BH+BH天体物理合并;（2）初始质量分布为对数正态分布的PBH双星合并。我们发现，PBH中心质量（$M_c\simeq 30 M_\odot$）和分布宽度来自观察到的LVK啁啾质量几乎是不敏感的假设双PBH形成模型。为了符合观察到的LVK BH+BH合并速率，CDM PBH质量分数应该是$f_{pbh}\sim 10^{-3}$，但如果考虑到PBH聚类，则可能更高。
2023-02-14 astro-ph.CO gr-qc
LIGO/Virgo black holes and dark matter: The effect of spatial clustering
我们讨论了在LIGO质量范围内确定二元黑洞合并率的聚类效应。而对于泊松初始分布，并假设孤立的双星，允许的原始黑洞（PBH）的比例暗物质（DM）是百分之几，我们表明，如果PBH是集群，这个约束可以放松。更确切地说，我们表明，对于大集群的合并率可以下降，PBH的分数增加，引入退化的理论参数与给定的合并率相一致，并允许所有的DM的形式的恒星质量PBH。然而，这种简并可以通过观察合并率随红移的演化来打破。对于一个简单的聚类模型，我们认为，LIGO投影的灵敏度可以解开，通过观察随机背景的引力波，不同的集群分布具有相同的合并率。
2020-12-14 astro-ph.CO gr-qc
Unraveling the origin of black holes from effective spin measurements with LIGO-Virgo
本文研究了如何利用LIGO-Virgo引力波探测到的双黑洞合并的有效自旋参数信息来判别合并黑洞的起源。计算了原初黑洞有效自旋参数的概率分布函数。利用LIGO-Virgo观测，我们计算了不同模型下黑洞自旋大小和排列分布的比值比。我们评估的后验概率密度为可能的混合物的天体物理和原始黑洞出现从目前的数据，并计算未来的合并事件的数量需要区分不同的自旋和对齐模型在给定的统计意义。
2019-08-20 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Testing the anisotropy of the universe using the simulated gravitational wave events from advanced LIGO and Virgo
引力波的探测为宇宙学参数的约束提供了强有力的工具。在本文中，我们探讨了使用引力波作为宇宙各向异性检验标准的可能性。我们考虑的GW信号的合并产生的二元黑洞系统和模拟数百GW事件从先进的激光干涉仪引力波天文台（LIGO）和处女座。我们发现，如果GW源的红移是精确已知的，宇宙的各向异性可以被严格约束。如果观测到$\gtrsim 400$ GW事件，则各向异性振幅可以被限制为与Ia型超新星的Union 2.1并发症相当的精度。对于优选方向，需要$\gtrsim 800$ GW事件以实现Union2.1的准确性。对于800 GW事件，具有与Union2.1相当的幅度的伪各向异性信号的概率可以忽略不计。这些结果表明，在检验宇宙的各向异性方面，引力波可以提供超新星的补充工具。
2018-05-09 astro-ph.CO gr-qc
NANOGrav results and LIGO-Virgo primordial black holes in axion-like curvaton model
我们讨论了最近NANOGrav的结果和原始黑洞（PBH）的LIGO-Virgo事件之间的可能联系。特别是，我们专注于类轴子曲率模型，它提供了相当数量的PBH和GWs引起的标量扰动周围的NANOGrav频率范围。这个模型的不可避免的非高斯性抑制了与LIGO-Virgo事件的PBH相关的诱导GW与NANOGrav结果兼容。我们表明，类轴子曲率模型可以解释PBH的LIGO-Virgo事件和NANOGrav的结果同时。
2021-04-06 astro-ph.CO hep-ph
First Low-Latency LIGO+Virgo Search for Binary Inspirals and their Electromagnetic Counterparts
目标。探测并合中子星双星系统的引力波是地基引力波探测器的重要科学目标。除了以跨越LIGO和Virgo探测器最敏感波段的频率发射引力波之外，这些源也是最有可能产生引力波发射的电磁对应物之一。引力波和电磁信号的联合探测将为天文学提供一个强大的新探测器。方法.在2010年9月19日至10月20日期间，对LIGO和Virgo数据中的双螺旋引力波进行了首次低延迟搜索。由此产生的触发器被发送到电磁观测站进行跟踪。我们描述了低延迟引力波触发的产生和处理。电磁图像分析的结果将在别处描述。结果在科学实验的过程中，有三个引力波触发器通过了所有的低延迟选择切割。其中，我们的几个观察伙伴对其中一个进行了跟踪。对引力波数据的分析得出的估计误报率为每6.4天一次，远远低于仅基于引力波数据进行探测的要求。
2012-01-13 astro-ph.CO gr-qc
A possible mass distribution of primordial black holes implied by LIGO-Virgo
到目前为止，LIGO-Virgo合作已经探测到大约90个黑洞，其中一些黑洞的质量超过了恒星坍缩的预期。LIGO-Virgo黑洞的质量分布似乎在$\sim30M_{\odot}$有一个峰值，两端有两个尾巴。通过假设它们都有原始起源，我们通过对破坏幂律质量函数$f(m)$执行极大似然估计来分析GWTC-1（O 1\& O2）和GWTC-2（O3 a）数据集，结果为$m<35M_{\odot}$的$f\propto m^{1.2}$和$m>35M_{\odot}$的$f\propto m^{-4}$。这似乎比流行的对数正态质量函数表现得更好。令人惊讶的是，这种简单而独特的分布可以在我们先前提出的PBH形成机制中实现，其中黑洞是由在膨胀期间通过量子隧穿成核的真空泡形成的。此外，这种质量分布也可以为高红移处形成的超大质量黑洞提供一种解释。
2021-03-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Search for stochastic gravitational-wave background from string cosmology with Advanced LIGO and Virgo's O1$\sim$O3 data
本文在Advanced LIGO和Virgo O1~O3数据中贝叶斯搜寻弦宇宙学超暴胀产生的随机引力波背景，未发现信号并给出100 Hz处能量密度上限，排除了模型自身β界允许的参数空间。
2023-04-04 astro-ph.CO gr-qc
Reconstruction of Power Spectrum of Primordial Curvature Perturbations on small scales from Primordial Black Hole Binaries scenario of LIGO/VIRGO detection
原初黑洞（PBH）作为LIGO/Virgo探测到的二元黑洞（BBH）合并事件的候选边界，为研究小尺度上的原初曲率扰动提供了一个有用的工具。利用GWTC-1到GWTC-3星表，在暴胀时期PBH起源于小尺度上大的原始曲率扰动的假设下，我们首次重建了小尺度上原始曲率扰动的功率谱。发现原始功率谱的振幅在尺度$\mathcal{O}(1)$ pc上增大到$\mathcal{O}(10^{-2})$。这可能意味着PBH作为BBH可能合并候选者的有效性。
2023-03-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Inferring the lensing rate of LIGO-Virgo sources from the stochastic gravitational wave background
引力波的强透镜效应更有可能发生在遥远的源，但预测的事件发生率是高度不确定的，有许多天体物理起源的建议。本文通过研究随机引力波背景（SGWB）的振幅，为强透镜系统的事件率估计开辟了一条新的途径。该方法可以直接给出高红移双星合并速率的上界，并将其转化为强透镜系统合并速率的上界。我们表明，从正在进行的分析的激光干涉仪引力波天文台（LIGO）-处女座，并在未来从LIGO-Virgo的设计灵敏度严格的界限上的透镜事件率可以施加使用SGWB信号。结合测量响亮的引力波事件与一个未解决的随机背景检测将提高估计的数量透镜事件在高红移。该方法对于从引力波观测中理解透镜系统和非透镜系统的布居具有重要意义。
2020-12-07 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Searching for continuous gravitational wave signals using LIGO and Virgo detectors
直接、精确地探测引力波是当代物理学和天体物理学面临的一个重大挑战。目前全世界都在朝着这个方向努力，建造越来越灵敏的探测器，改进引力波源的模型，并采用越来越复杂和强大的数据分析技术。本文综述了LIGO和Virgo地基干涉探测器的现状以及在连续波搜索中从干涉噪声数据中提取微弱引力信号的一些数据分析工具。此外，我们还讨论了最近的连续波搜索的相关结果。
2012-01-25 astro-ph.CO
Analysis of the subsolar-mass black hole candidate SSM200308 from the second part of the third observing run of Advanced LIGO-Virgo
本文分析了引力波候选体SSM200308，通过完整贝叶斯参数估计发现其组件质量低于中子星最小质量，排除了标准双中子星并合起源，支持其为致密天体并合。
2024-09-23 astro-ph.CO gr-qc
Upper limits on the Polarized Isotropic Stochastic Gravitational-Wave Background from Advanced LIGO-Virgo's First Three Observing Runs
宇称破缺将导致左右手引力波模的振幅不对称，从而产生圆偏振随机引力波背景。由于LIGO-Virgo网络中有三个独立的基线，我们重点研究了由Stokes参数表征的应变功率的幅度差异，并进行最大似然估计来约束SGWB的偏振度。我们的研究结果表明，没有证据表明圆偏振SGWB的数据。此外，通过将SGWB建模为幂律谱，在极化度和谱指数边缘化后，将归一化能量密度$Ω_\text{gw}(25\,\text{Hz})<5.3\times10^{-9}$的上限设置在$95\%$置信水平上。
2023-01-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Gravitational waves from Population III binary black holes are consistent with LIGO/Virgo O3a data for the chirp mass larger than $\sim 20M_{\odot}$
LIGO/Virgo O3 a观测到的双黑洞合并的概率数分布函数具有双峰，分别是啁啾质量$M_c$、总质量$M_t$、主黑洞质量$M_1$和次黑洞质量$M_2$的函数.较大的啁啾质量峰位于$M_c \cong 30 M_{\odot}$。$M_2$与$M_1$的分布遵循$M_2\cong 0.7M_1$的关系。对于$f(M) \propto M^{-α}$形式的星族III星初始质量函数，用$0\leq α\leq 1.5$进行的星族合成数值模拟与$M_c \gtrsim 20M_{\odot}$的O3 a数据一致.模拟数据的$M_2$与$M_1$的分布也与O3 a数据的$M_2\cong 0.7M_1$关系一致。
2021-09-08 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Limiting the Abundance of LIGO/Virgo Black Holes with Microlensing Observations of Quasars of Finite Size
我们提出了一个简单但一般的论点，强烈限制了原始黑洞（PBH）（或其他未知的人口紧凑的对象）与质量类似的LIGO/室女座从BH二进制合并确定的丰度。我们表明，类星体微透镜可以是非常敏感的透镜的质量，它是能够区分恒星和高质量的BH，当考虑到有限大小的源。大量存在的大质量黑洞会产生频繁的高通量放大（除了不切实际的大源），这是很少观察到的。相反，一个典型的恒星星族会引起与观测一致的通量放大。这个结果排除了在LIGO/Virgo确定的质量范围内的PBH（或任何类型的致密物体）作为透镜星系中的主要暗物质成分。
2022-03-08 astro-ph.CO
Evidence for primordial black hole dark matter from LIGO/Virgo merger rates
到目前为止，LIGO/Virgo合作已经观测到或限制了不同类别紧凑物体的引力合并率。我们认为，这些合并的大部分是原始黑洞（PBH）合并的PBH在QCD时代形成的整个暗物质的可能性。在一篇配套论文中表明，由于在早期宇宙中形成的初始二元人口的合并可能是可以忽略不计的，我们计算了典型PBH所在的PBH集群中当前的合并率。我们考虑两种情况：（i）由QCD状态方程决定的PBH质量函数和（ii）由暴胀微扰谱中存在的峰决定的PBH质量函数。在第一种情况下，这基本上是参数免费的，我们很好地再现了合并率重黑洞，合并率的质量不对称的黑洞，如GW 190814，最近发现的合并的23 $M_{\odot}$黑洞与$2.6M_{\odot}$对象，可以自然地解释为什么LIGO/处女座尚未观察到合并的两个轻PBH从占主导地位的$\sim 1\,M_{\odot}$ PBH人口。在第二种情况下，它有一些参数的自由，我们很好地匹配所观察到的重PBH的速率，但目前不能解释质量不对称事件的速率。无论哪种情况，在这两种情况下，用最少的假设得出的PBH合并率与LIGO/Virgo观测到的大多数合并率非常匹配，这是诱人的。
2020-07-13 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
LIGO/Virgo Black Holes from a First Order QCD Phase Transition
我们认为LIGO/Virgo观测到的$O(10 M_{\rm Sun})$黑洞起源于温度为$T_* \lesssim 100$ ~MeV的一阶QCD相变。这是通过保持夸克质量小的限制尺度下到$T\sim T_*$，使QCD跃迁一阶。我们使用可能是一个很好的暗物质候选者的光标量来实现这个场景。
2019-03-06 astro-ph.CO hep-ph
Anisotropies in the astrophysical gravitational-wave background: Predictions for the detection of compact binaries by LIGO and Virgo
我们开发了一个详细的各向异性模型的天体物理引力波背景，包括两个恒星质量的黑洞，两个中子星，或每一个，预计将是最强的贡献在LIGO-Virgo频段的二进制合并。角谱的各向异性，量化的$C_\ell$组件，计算使用两种互补的方法：（i）一个简单的，封闭形式的解析表达式，和（ii）一个详细的数值研究，使用一个全天空模拟光锥星系目录的千年模拟。这两种方法在大角度尺度上非常一致，在较小尺度上相差一个阶数。这些各向异性的幅度要比宇宙微波背景的温度大得多，这证实了对这些各向异性进行建模是很重要的，并表明这是未来理论和观测工作的一个有希望的途径。
2018-09-10 astro-ph.CO astro-ph.GA 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
Observational signatures of microlensing in gravitational waves at LIGO/Virgo frequencies
具有典型恒星质量（几个${\rm M}_{\odot}$）的微透镜通常被认为是LIGO/Virgo频率下引力透镜效应的潜在来源，因为时间延迟通常比LIGO/Virgo探测频率的倒数小得多，导致LIGO/Virgo频率下的干扰效应可以忽略不计。虽然这是真实的孤立的微透镜在这个质量制度，我们展示了如何在某些情况下，并为现实的情况下，人口的微透镜（例如恒星和残留物从星系晕或从集群内介质）嵌入在一个宏模型的潜力（星系或集群）可以合谋在一起，以产生时间延迟的顺序为一毫秒，这将产生显着的干扰失真所观察到的应变。在足够大的放大倍数（几百倍）下，微透镜效应在引力透镜引力波中应该是常见的。我们探索的制度，预测的信号落在探测LIGO/处女座的频率范围内。我们发现，恒星质量微透镜，渗透的透镜平面，和附近的临界曲线，可以引入强透镜引力波的干扰失真。对于那些具有负宇称的透镜事件（或鞍点，以前从未在引力波的背景下研究过），并且发生在宏观模型的焦散线附近，它们更有可能在LIGO/Virgo频率上产生可测量的干涉效应。这是第一项研究，探讨了现实人口的微透镜，加上一个宏观模型，对强透镜引力波的影响。
2019-03-11 astro-ph.CO astro-ph.HE
Abundance of LIGO/Virgo Black Holes from Microlensing Observations of Quasars with Reverberation Mapping Size Estimates
假设人口的黑洞（BH）的质量范围内推断的LIGO/室女座从BH合并，我们使用类星体微透镜观测来估计它们的丰度。我们认为一个混合人口的恒星和黑洞和存在一个光滑的暗物质组件。我们采用混响映射估计类星体的大小。根据测量的微透镜放大率的贝叶斯分析，质量为$\sim$ 30 $M_{\odot}$的BH群体在68%置信水平下占总物质的小于0.4%（在90%置信水平下小于0.9%）。我们已经探索了LIGO/Virgo BH的整个质量范围，发现在68% C. L时，该上限范围为0.5%至0.4%。(from 1.1%至0.9%（90% C.L.）当BH质量从10变为60 $M_{\odot}$时。我们估计有16%的贡献来自恒星，与以前的研究一致，基于一个单一的质量人口，没有明确考虑BH的存在。这些结果与LIGO/Virgo合并统计的BH丰度估计一致，并排除了PBH（或任何类型的致密物体），在这个质量范围内构成了暗物质的重要部分。
2022-04-25 astro-ph.CO
Fundamental physics implications on higher-curvature theories from the binary black hole signals in the LIGO-Virgo Catalog GWTC-1
引力波天文学不仅为天体物理学领域提供了新的前景，而且也首次为在强场、非线性和动力学领域探索广义相对论开辟了一条途径，在这些领域，广义相对论的预言得到了充分的体现。我们提出了一个研究，到目前为止，由LIGO-Virgo科学合作探测到的引力波事件是否可以用来探测广义相对论的高曲率修正。特别是，我们专注于两个例子：爱因斯坦-牛顿-高斯-博内和动力学陈-西蒙斯引力。我们发现，两个事件与低质量的$m \approx 7 M_{\odot}$ BH（GW 151226和GW 170608）放置严格的限制爱因斯坦-爱因斯坦-高斯-邦尼重力，$α^{1/2}_{\rm EdGB} \lesssim 5.6$公里，而动力学陈-西蒙斯重力仍然不受引力波观测分析。
2020-04-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Primordial Black Hole Dark Matter and the LIGO/Virgo observations
到目前为止，LIGO/Virgo合作已经通过引力辐射的发射探测到了十个黑洞双星的合并。这些黑洞在宇宙QCD时期形成并构成所有宇宙暗物质的假设，已经被许多作者拒绝，理由是，在其他约束条件中，原始黑洞（PBH）暗物质将导致比观测到的大几个数量级的合并率。我们重新审视目前的PBH合并率的计算方法。太阳质量的PBH在相当高的红移处形成星团，在较低的红移处蒸发。我们详细考虑了由于三体之间的相互作用的两个PBH的二进制成员和第三个旁路PBH，在这样的集群的二进制属性的演变，为第一次，通过充分的数值积分。蒙特卡洛分析表明，由于这种相互作用，以前预测的合并率降低了几个数量级。在QCD时期形成的PBH暗物质的自然预测产生了一个明显的峰值周围的$1M_{\odot}$与小质量分数的PBH的肩膀上的$30M_{\odot}$，由QCD时期的状态方程确定。我们利用这一事实，使一个尝试性的预测合并率的$\sim 30M_{\odot}$ PBH的二进制文件，并发现它非常接近LIGO/Virgo确定。此外，我们表明，目前的LIGO/室女座的$\sim M_{\odot}$双星的存在限制不排除QCD PBH，使所有的宇宙暗物质。也没有约束QCD PBH从随机引力背景，预重组吸积，或矮星系构成的问题。QCD PBH的微透镜约束应该重新研究。然而，我们警告说，在这个数字上具有挑战性的问题，一些可能相关的影响无法处理…
2020-07-13 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Bound on Quantum Fluctuations in Gravitational Waves from LIGO-Virgo
我们利用广义相对论作为大距离下的有效量子理论，导出了控制引力波中量子涨落的一些中心方程。我们首先回顾了广义相对论中的经典引力波，包括每种模式的能量。然后我们构造了量子基态和相干态，然后得到了一类显式的压缩态。由于现有的引力波探测来自于合并黑洞，而且由于黑洞的量子性质仍然令人困惑，人们可以对波处于一种有趣的量子力学状态的可能性持开放态度，例如高度压缩状态。我们计算了量子化度量扰动的时间和空间两点关联函数。然后，我们限制其振幅与LIGO-Virgo观测。利用现有的LIGO-Virgo数据，我们对$ζ< 41$的量子引力波态的（指数）压缩参数进行了限制。
2023-03-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological black holes are not described by the Thakurta metric: LIGO-Virgo bounds on PBHs remain unchanged
我们表明，诱导Thakurta度规，最近研究的伯姆{ \it等人}的物理条件。在依赖于时间的黑洞质量的背景下，对应于整个宇宙中充满各向同性非相互作用尘埃的单个吸积黑洞。在这种情况下，黑洞吸积的物理学不是局部的，而是与整个宇宙的性质联系在一起的。我们表明，辐射，原始的黑洞或粒子暗物质不能产生特定的能量通量所需的支持质量增长的Thakurta黑洞。特别是，这个解决方案不适用于黑洞双星。我们的结论是，宇宙学黑洞和它们的质量增长不能被描述的Thakurta度规，因此现有的约束的原始黑洞丰度从LIGO-Virgo和CMB测量仍然有效。
2021-06-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Searching for a subpopulation of primordial black holes in LIGO/Virgo gravitational-wave data
迄今为止，LIGO/Virgo探测到了几十个双黑洞事件，预计未来几年还会有更多的双黑洞事件，引力波天文学正在从单个事件分析转向群体研究。使用GWTC-2目录，我们进行了分层贝叶斯分析，第一次结合了几个国家的最先进的天体物理形成模型与人口的原始黑洞（PBH）和约束的一个假定的子人口PBH的数据的分数。我们发现，这一部分显着依赖于一套假设的天体物理模型。虽然原始人口统计上有利于某些竞争性的天体物理通道，如球状星团和核星团，一个占主导地位的贡献，从稳定的质量转移孤立的形成通道大大减少了对PBH的需要，除了解释像GW 190521的质量间隙事件的速率。膨胀后形成的黑洞对LIGO/Virgo观测有贡献的诱人可能性只能通过进一步减少天体物理和原始形成模型的不确定性来验证，并且最终可能由第三代干涉仪证实。
2022-05-04 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
X-ray Transients in the Advanced LIGO/Virgo Horizon
Advanced LIGO和Advanced Virgo将是全天空监视器，用于合并数百Mpc内的紧凑物体。找到这些事件的电磁对应物需要理解低红移（z<0.1）的瞬变天空。我们进行了系统的搜索河外，低红移，瞬态事件的XMM-牛顿回转巡天。在一个通量有限的样本中，我们发现高度可变的物体占样本的10%，其中10%在空间上与编目的光学星系重合。这导致了每平方度4 × 10 ^-4个瞬变，高于3 × 10 ^-12 erg cm-2 s-1 [0.2-2 keV]的通量阈值，这可能会与LIGO/Virgo的对应物混淆。这是先进LIGO/Virgo视界内软X射线瞬变率的首次河外测量。我们的搜索发现了6个天体，它们在空间上与之前编目的星系一致，缺乏光学活动星系核的证据，显示出大约10^43 erg s-1的高光度，与ROSAT全天巡天相比，通量变化超过10倍。其中至少有四个显示的属性与以前观察到的潮汐中断事件一致。
2013-07-12 astro-ph.CO astro-ph.HE
Two populations of LIGO-Virgo black holes
我们分析了LIGO-Virgo的数据，包括最近发布的GWTC-2数据集，以检验数据包含不止一个黑洞种群的假设。我们进行了极大似然分析，包括人口的天体物理学黑洞截断幂律质量函数的合并率如下恒星形成率，和人口的原始黑洞，我们认为对数正态和临界崩溃质量函数。我们发现，原始黑洞单独强烈不赞成的数据，而最适合的模板结合天体物理和原始合并率。或者，这些数据可能暗示了两种不同的天体物理学黑洞种群。我们还更新了LIGO-Virgo观测中对原始黑洞丰度的限制，发现在$2-400M_\odot$质量范围内，它们必须包含小于0.2%的暗物质。
2022-08-20 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraints on ultra-slow-roll inflation from the third LIGO-Virgo observing run
超慢卷暴胀过程中的非吸引子演化导致超视界曲率扰动放大，从而产生强的、可探测的随机引力波背景。在这封信中，我们寻找这样一个随机的引力波背景的数据从第三个LIGO-Virgo观测运行和USR暴胀模型的限制。在95%置信水平下，USR阶段的$e$ -折叠数被约束为$ΔN \lesssim 2.9$，并且在尺度$2.9\times10^5 ~\mathrm{pc^{-1}} \lesssim k \lesssim 1.7\times10^{11}~\mathrm{pc^{-1}}$下，USR阶段期间放大的曲率扰动的功率谱被约束为$\log_{10}P_{R\mathrm{p}}<-1.7$。此外，我们还预测了未来实验对USR暴胀的抑制能力，发现LISA和Taiji的$P_{R\mathrm{p}}\lesssim 10^{-3.6}$，Cosmic Explore和Einstein Telescope的$P_{R\mathrm{p}}\lesssim 10^{-3.3}$，DECIGO和Big Bang Observer的$P_{R\mathrm{p}}\lesssim 10^{-5.5}$，Square Kilometre Array的$P_{R\mathrm{p}}\lesssim 10^{-5.2}$.
2023-02-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Black Holes Confront LIGO/Virgo data: Current situation
到目前为止，LIGO和Virgo干涉仪已经提供了11个黑洞双星的引力波（GW）观测。在不久的将来，类似的侦查肯定会变得非常频繁。随着当前和即将到来的数据财富，有可能面对特定的形成模型与观察。我们在这里调查目前的数据是否与LIGO/室女座黑洞是原始起源的假设兼容。我们详细计算原始黑洞（PBH）的质量和自旋分布，它们的合并率，未解决的合并的随机背景，并面对他们与当前的数据从前两个观测运行，也包括最近发现的GW 190412。我们计算的PBH质量分布的参数，在形成与当前GW数据兼容的最佳拟合值。在所有情况下，暗物质中PBH的最大比例被这些观测结果限制为$f_{\text{PBH}}\approx {\rm few}\times 10^{-3}$。我们讨论的预测PBH的情况下，可以直接测试新的数据变得可用。在最有可能形成的情况下，PBH出生时的自旋可以忽略不计，事实上，至少有一个组成部分的GW 190412是适度旋转是不相容的原始起源为这个事件，除非吸积或分层合并是显着的。在没有吸积的情况下，目前的非GW约束已经排除了LIGO/Virgo事件都是原始起源的，而在存在吸积的情况下，GW对PBH丰度的限制是相关质量范围内最严格的。在宇宙历史中，一个强烈的吸积阶段将有利于质量比接近于1，以及高质量、高自旋和几乎相等质量的双星之间的红移相关性，其中次级成分比初级成分旋转得更快。
2020-09-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraints on primordial black holes from LIGO-Virgo-KAGRA O3 events
本文利用 LIGO-Virgo-KAGRA O3 数据，通过分层贝叶斯分析多种 PBH 质量函数场景，将 1-200 太阳质量范围内 PBH 占暗物质比例上限约束为约 10^-3。
2024-07-31 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Probing Inflationary Origins of Primordial Black Holes with LIGO--Virgo--KAGRA O1--O4a data
Tsinghua University（清华大学）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；The University of Chicago（芝加哥大学）
本研究利用LIGO--Virgo--KAGRA O1--O4a数据约束两种暴胀机制产生的原初黑洞，未发现证据，但设定了95%置信上限，证明随机引力波观测是探测小尺度暴胀物理和PBH形成的强大互补手段。
2026-09-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Does non-stationary noise in LIGO and Virgo affect the estimation of $H_0$?
引力波观测的双星中子星合并和他们的电磁对应提供了一个独立的测量哈勃常数，$H_0$，通过标准的警报方法。当前确定$H_0$的方法，例如早期宇宙的测量和局部距离阶梯，相互矛盾。如果引力波要打破这种张力，就需要彻底理解引力波观测的系统不确定性。为了准确估计LIGO和Virgo测量的引力波信号的特性，我们需要了解探测器噪声的特性。探测器数据中的非高斯瞬态和仪器中的快速变化（称为非平稳噪声）都可能给推断结果增加系统不确定性。我们调查如何非平稳噪声影响的源的亮度距离的估计，因此$H_0$。使用200个模拟的双星中子星信号，我们表明，非平稳噪声可以偏差的光度距离的估计高达2.4%。然而，只有$\sim$ 15\%的双中子星信号在合并时受到非平稳噪声的影响，其水平与LIGO-Virgo第三次观测运行的前半部分相似。比较预期的偏差，其他系统的不确定性，我们认为，在当前一代的探测器的非平稳噪声将不会是一个限制因素，在解决$H_0$上的紧张局势，使用标准的警笛。尽管如此，评估引力波数据的非平稳性对于获得$H_0$的准确估计至关重要。
2022-09-01 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Implications for Cosmic Domain Walls from LIGO-Virgo First Three Observing Runs
通过在AdvancedLIGO和Virgo的前三次观测数据中寻找随机引力波背景（SGWB），对来自宇宙畴壁（DWs）的引力波的归一化能量密度进行了约束。采用唯象破幂律模型，得到了在峰值频率$10\sim200$ Hz处DW产生的SGWB的归一化能量密度上限，并得到了在峰值频率$f_*=35$ Hz处的最严格限制，即在$95\%$置信水平（CL）下的$Ω_\text{DW}(f_*=35\,\text{Hz})<1.4\times10^{-8}$.随后，我们给出了数据仓库结构的一种有吸引力的实现--重轴子模型中参数空间的约束条件，从而避免了所谓的质量问题。
2022-08-01 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Constraints on the ultralight scalar boson from Advanced LIGO and Advanced Virgo's first three observing runs using the stochastic gravitational-wave background
超轻玻色子是有希望的暗物质候选者，可以触发旋转黑洞（BH）的超辐射不稳定性，导致BH周围长时间旋转的“玻色子云”，并通过单色引力波（GW）的发射耗散它们的能量。我们专注于标量玻色子最低限度地耦合到孤立的恒星起源BH（SBH）和他们的二元合并残留物，并进行贝叶斯数据分析，以搜索随机GW背景的所有不稳定模式，可以触发超辐射不稳定性使用先进LIGO和先进处女座的前三次观测运行的数据。我们没有发现这样的信号的证据，因此排除了标量玻色子的质量范围内的$[1.5, 16]\times10^{-13}$ eV，$[1.9, 8.3]\times10^{-13}$ eV和$[1.3, 17]\times10^{-13}$ eV在$95\%$置信水平的孤立SBH具有均匀的无量纲自旋分布在$[0,1]$，$[0,0.5]$和$[0.5,1]$，分别。
2022-07-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing Ultralight Tensor Dark Matter with the Stochastic Gravitational-Wave Background from Advanced LIGO and Virgo's First Three Observing Runs
本文利用LIGO/Virgo前三次运行数据搜索超轻张量场产生的随机引力波背景，未发现信号，并在95%置信水平排除了质量在4.0×10^-14至2.0×10^-12 eV的张量玻色子。
2023-12-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Scalar fields around black hole binaries in LIGO-Virgo-KAGRA
Université Catholique de Louvain（天主教鲁汶大学）；Royal Observatory of Belgium（比利时皇家天文台）；University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Queen Mary University of London（伦敦玛丽女王大学）；University of Oxford（牛津大学）
研究双黑洞系统周围标量场的生长对引力波信号的影响，通过半解析波形模型和贝叶斯分析，获得对标量密度的上限，并发现GW190728可能具有轻标量环境。
2026-05-13 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
The First Model-Independent Chromatic Microlensing Search: No Evidence in the Gravitational Wave Catalog of LIGO-Virgo-KAGRA
本文利用μ-GLANCE对GWTC-3中72个超阈值引力波事件开展首个模型无关的波动光学微透镜搜索，虽发现一个边缘候选体，但无确凿证据，排除了显著微透镜信号。
2025-07-21 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Primordial Black Hole Dark Matter and LIGO/Virgo Merger Rate from Inflation with Running Spectral Indices: Formation in the Matter- and/or Radiation-Dominated Universe
我们研究的可能性来解释整个暗物质丰度的原始黑洞（PBH）或解释合并率的双黑洞估计的引力波探测LIGO/处女座。我们假设PBH起源于一个辐射或物质占主导地位的时代，从大的原始曲率扰动产生的通货膨胀。我们采取一个简单的模型无关的方法，考虑通货膨胀与大运行的频谱指数参数化的$n_\text{s}, α_\text{s}$，和$β_\text{s}$与观测范围一致。合并率由具有辐射主导时代产生的$\mathcal{O}(10)$ $M_{\odot}$质量的PBH拟合。那么跑步的跑法应该是$β_\text{s} \sim 0.025$，可以通过以后的观察来检验。另一方面，如果适当实现一组运行参数，则暗物质的整体丰度与早期物质主导时代产生的具有小行星质量的PBH（$\mathcal{O}(10^{-17})~M_{\odot}$）一致。
2018-11-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Confronting the primordial black hole scenario with the gravitational-wave events detected by LIGO-Virgo
本研究通过分箱方法从GWTC-3重建原初黑洞质量函数，发现其可由宽红倾斜功率谱解释，并指出轻质量事件难以由双PBH解释，同时预测未来探测器可捕获相关引力波背景。
2022-01-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The QCD phase transition behind a PBH origin of LIGO/Virgo events?
一个相当大的原始黑洞（PBH）对LIGO/Virgo二元黑洞合并的贡献的最佳动机方案调用QCD相变，这自然提高了形成具有恒星尺度质量的PBH的概率。我们重新考虑了预期的质量函数，不仅与QCD相变本身有关，而且与以下粒子反粒子湮灭过程有关，并从一些观察结果中分析了对这种情况的限制：由吸积到PBH上引起的宇宙微波背景（CMB）各向异性的特殊模式，CMB光谱畸变，引力波搜索，和高红移下超大质量黑洞的直接计数。我们发现，该方案是不可行的，除非一个特设的PBH质量函数的质量演化和功率谱非常接近的QCD标度的截止是手工引入的。尽管有这些负面的结果，我们注意到，未来的检测合并双星涉及太阳下PBH有可能检查SMBH的宇宙起源在$e^\pm$湮灭时代，如果确实PBH质量函数的形状由宇宙的热历史驱动的状态方程的变化。
2022-07-11 astro-ph.CO
A standard siren measurement of the Hubble constant using gravitational wave events from the first three LIGO/Virgo observing runs and the DESI Legacy Survey
我们提出了一个新的约束哈勃常数$H_0$使用的样本，以及本地化的引力波（GW）的事件在前三个LIGO/处女座观测运行作为黑暗的标准警报器。在暗标准塞壬的情况下，没有确定唯一的宿主星系，红移信息来自潜在宿主星系的分布。从第三次LIGO/Virgo观测运行检测中，我们将非对称质量二元黑洞GW 190412，高置信度GW候选者S191204 r，S200129 m和S200311 bg添加到分析的暗标准警报器样本中。我们的样本包含顶级$20\%$（基于本地化）GW事件和候选者，迄今为止，暗能量光谱仪器（DESI）遗产调查的重要覆盖范围。我们结合了$H_0$后八个黑暗的警笛事件，发现$H_0 = 79.8^{+19.1}_{-12.8}~{\rm km~s^{-1}~Mpc^{-1}}$（$68\%$最高密度间隔）的前在$H_0$均匀之间的$[20,140]~{\rm km~s^{-1}~Mpc^{-1}}$。这一结果表明，8个定位良好的暗塞壬与适当的星系目录相结合，能够提供一个$H_0$约束，这是竞争力（$\sim 20\%$与$18\%$精度）与一个单一的明亮的标准塞壬分析（即假设电磁对应）使用GW 170817。将后处理结果与GW 170817的后处理结果相结合，得到$H_0 = 72.77^{+11.0}_{-7.55}~{\rm km~s^{-1}~Mpc^{-1}}$。这一结果…
2021-11-11 astro-ph.CO astro-ph.HE
On the gravitational lensing interpretation of three gravitational wave detections in the mass gap by LIGO and Virgo
我们从LIGO-Virgo的第三次运行中寻找可能受到引力透镜影响的引力波事件。引力透镜延迟了引力波的到达，并改变了它们的振幅--从而使推断出的原始质量产生偏差。这将为在中子星和黑洞之间的“质量间隙”中检测到GW提供一个物理上很好理解的解释，即引力透镜双星中子星（BNS）合并。我们在LIGO-Virgo的第三次运行中选择了三个GW检测，其中至少有一个组成紧凑物体在质量间隙中的概率被报告为高，延迟低-即候选透镜BNS合并。我们观测到的强大的强透镜星系团位于其天空定位误差图的峰值附近，用双子座望远镜上的GMOS仪器在$z'$波段达到了$\rm AB\simeq25.5$的灵敏度，并且没有检测到候选的透镜光学对应物。我们结合最近的kilonova光变曲线模型与最近的预测透镜BNS人口和我们跟踪的对象的属性，以表明现实的光学对应物在我们的观测中是可检测的。对其中两个候选者的进一步详细分析表明，它们是同一个低质量双黑洞合并的一对可信的图像，由本地星系或小星系群透镜。这进一步强调，以低延迟访问准确的大量信息将提高候选透镜BNS选择的效率。
2023-03-16 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
