Search for Gravitational Waves from Low Mass Binary Coalescences in the First Year of LIGO's S5 Data
我们已经搜索了引力波从合并的低质量紧凑的二元系统，总质量在2和35 Msun之间，最小组件质量为1 Msun使用的数据从第一年的第五次科学运行（S5）的三个LIGO探测器，在设计灵敏度操作。根据质量的不同，我们对距离地球150 Mpc的聚并很敏感。在预期背景之上没有观察到引力波信号。假设一个紧凑的双星物体群具有高斯质量分布，代表中子星双星系统、黑洞-中子星双星系统和黑洞双星系统，我们计算出合并速率的90%置信上限为3.9 \times 10^{-2} yr^{-1} L_{10} ^{-1}，1.1 \times 10^{-2} yr^{-1} L_{10} ^{-1}和2.5 \times 10^{-3} yr^{-1} L_{10} ^{-1}，其中$L_{10}$是蓝色太阳光度的$10^{10}$倍。我们还设置了改进的上限的速度紧凑的二元聚结每单位蓝光光度，作为质量的函数。
2009-05-06 gr-qc
Compact Binary Coalescence Sensitivity Estimates with Injection Campaigns during the LIGO-Virgo-KAGRA Collaborations' Fourth Observing Run
本文基于O4a期间超过4.33亿次注入构建数据产品，刻画LIGO-Virgo-KAGRA第四次观测运行中探测器对不同致密双星并合的灵敏度，并公开数据及使用示例。
2025-11-11 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
Designing a template bank to observe compact binary coalescences in Advanced LIGO's second observing run
我们描述的方法和新技术用于构建一组波形，或模板银行，适用于搜索紧凑的二元聚结在先进的LIGO的第二次观测运行。该模板库适用于观测由两个中子星、两个黑洞或一个中子星和一个黑洞组成的系统。后牛顿公式用于模拟总质量小于4 $M_{\odot}$的波形，最新的有效单体模型，校准到数值相关性，包括合并和振铃，用于总质量大于4 $M_{\odot}$。忽略了自旋进动、物质、轨道偏心率和四极外辐射模的影响。与Advanced LIGO第一次观测运行中用于搜索紧凑双星合并的模板库相比，这里我们包括总质量高达数百个太阳质量的双星黑洞系统，从而提高了观测此类系统的能力。我们引入一种技术来改变波形滤波器的起始频率，使我们的银行可以同时包含二进制中子星和高质量的二进制黑洞波形。我们还引入了一个下限的滤波器波形长度，排除非常短的持续时间，高质量的模板，其灵敏度大大降低的干涉仪的特性和性能。
2017-05-04 gr-qc
Searches for Mass-Asymmetric Compact Binary Coalescence Events using Neural Networks in the LIGO/Virgo Third Observation Period
该研究用卷积神经网络分析 LIGO/Virgo O3 时频图像，搜索 0.01–20 Msun 的质量不对称致密双星并合，确认多干涉仪信息可提升检测性能，并给出并合率 90% 置信上限。
2022-12-06 gr-qc
Searches for inspiral gravitational waves associated with short gamma-ray bursts in LIGO's fifth and Virgo's first science run
这份简短的报告描述了从短伽马射线暴中寻找引力波螺旋信号的过程。由于这些事件可能是由两个紧凑对象的合并所创建的，因此可以进行具有较低阈值的有针对性的搜索。分析了22个短伽马射线暴的资料。
2010-06-16 astro-ph.HE gr-qc
Detection of Gravitational Waves from the Coalescence of Population-III Remnants with Advanced LIGO
银河系形成前的大质量黑洞（MBH）残留物的同向质量密度可能与当今宇宙中的超大质量黑洞（SMBH）的质量密度相似。我们表明，MBH的组装过程中合并的SMBH的分数可以从可检测的先进LIGO的衰荡引力波的速率提取。基于从类星体光度函数演化中推断出的SMBH形成历史，我们发现，如果观测到的事件发生率为每年1次，那么对于20个太阳质量的MBH残留物，由MBH合并贡献的SMBH质量分数将被限制在~10^-6的水平（或者对于260个太阳质量的残留物，约为10^-4）。
2003-12-03 astro-ph gr-qc
Search for Gravitational Waves from Primordial Black Hole Binary Coalescences in the Galactic Halo
我们使用LIGO引力波探测器的第二次科学运行的数据来搜索从原始黑洞（PBH）的二元合并的引力波组件质量在0.2- $1.0 M_\odot$。根据一套符合标准，分析需要在两个LIGO天文台的数据中找到信号。没有inspiral信号found. Assuming一个球形晕的核心半径为5千秒差距延伸到50千秒差距包含非旋转黑洞的质量范围在0.2- $1.0 M_\odot$，我们把观测的上限PBH合并的速度为63每年每个银河系晕（MWH）的90%的置信度。
2005-05-10 gr-qc
Implications of the binary coalescence events found in O1 and O2 for the stochastic background of gravitational events
先进的LIGO和先进的处女座探测器已经开始观测。观测到了双黑洞系统和双中子星系统合并产生的引力波。LIGO和Virgo的一个主要目标是探测或限制引力波的随机背景。一个随机背景的引力波预计将产生的叠加大量的未解决的宇宙学和/或天体物理学的来源。宇宙学产生的背景将携带宇宙演化最早时期的独特特征。类似地，天体物理学背景将提供产生它的天体物理学来源的信息。对致密双星合并产生的引力波的观测意味着，在未来几年里，高级LIGO和高级室女座可以观测到来自这些源的随机背景。LIGO和Virgo对随机背景的搜索应该探测许多天体物理学和宇宙学模型参数空间的有趣区域。本文概述了LIGO和Virgo对引力波随机背景的搜索策略，包括对广义相对论预测之外的引力波偏振的搜索。还讨论了如何全球电磁噪声（舒曼共振）可能会影响这种搜索，可能的战略，以监测和减去这种潜在的相关噪声源在全球探测器网络进行了解释。高级LIGO的观测运行O 1和O2的结果将被呈现，以及引力波探测的影响。将解释Advanced LIGO和Advanced Virgo的未来目标。
2019-08-29 gr-qc
Fast post-adiabatic waveforms in the time domain: Applications to compact binary coalescences in LIGO and Virgo
我们提出了一个计算效率（时域）多极波形模型准圆形自旋对齐紧凑的二元聚结。该模型结合了数值相对论的优点，有效的单体（EOB）家庭的模型与绝热后的解决方案的运动方程的两体动力学的螺旋部分。我们在效率和准确性方面将此模型与其他最先进的波形进行了基准测试。我们发现一个加速的一至两个数量级相比，基本的时域EOB模型的总质量范围$2 - 100 M_{\odot}$。更具体地说，对于一个低总质量系统，例如具有相同质量的$1.4 M_{\odot}$的中子双星，如GW 170817，计算加速约为100倍;对于具有总质量$\sim 40 M_\odot$和质量比$\sim 3$的事件，如GW 190412，加速是$\sim 20$的因子，而对于具有可比质量和总质量$\sim 70 M_{\odot}$的二元系统，与GW 150914一样，它是$\sim 10$的一个因子。我们证明了新的模型是非常忠实的基本EOB模型的不忠实度小于$0.01\%$在整个适用区域的参数空间。最后，我们介绍了这种新的波形模型的参数估计研究和测试的广义相对论的成功应用。
2021-05-14 gr-qc
Search for Advanced LIGO Single Interferometer Compact Binary Coalescence Signals in Coincidence with Gamma-Ray Events in Fermi-GBM
介绍了一种新的和通用的方法，用于搜索$γ$射线对应的引力波（GW）触发器的描述。此方法专门应用于单个GW检测器触发。分析了来自观测运行O 1和O2的高级LIGO数据，因此每个GW触发来自LIGO-Livingston或LIGO-Hanford干涉仪。对于每个GW触发，搜索费米伽马射线暴监测器数据，并选择最重要的亚阈值信号对应物。然后，定义一种方法，以便确定哪些GW- $γ$ -射线对可能具有共同的起源。为此目的，计算关联排名统计，从该关联排名统计导出虚警率。具有最高排名统计的事件被选择用于由LIGO探测器表征和参数估计组成的进一步分析。还评估了$γ$射线信号特性。我们在搜索中没有找到重要的候选人。
2020-07-16 astro-ph.HE gr-qc
Searches for inspiral gravitational waves associated with short gamma-ray bursts in LIGO's fifth and Virgo's first science run
两个致密物体的合并，比如两颗中子星或一颗中子星和一个黑洞，很可能是短伽马射线暴的起源。这些事件也是有希望的引力波来源，目前正在激发国际引力波探测器网络的相关搜索。在这里，我们描述了一个搜索的引力波从螺旋阶段的两个合并紧凑的对象，在巧合的短伽玛射线暴发生在LIGO的第五次科学运行和处女座的第一次科学运行。这次搜索包括22个GRB，这些GRB的数据来自LIGO/Virgo网络中的多个探测器。没有发现统计上显著的引力波候选者，参数检验表明在我们的伽玛暴样本中没有多余的弱引力波信号。90%~ C. L.在中子星-黑洞祖先模型假设下，我们的样本中伽玛暴的中位排斥距离为6.7 Mpc。
2010-06-17 astro-ph.HE gr-qc
Advanced LIGO's ability to detect apparent violations of the cosmic censorship conjecture and the no-hair theorem through compact binary coalescence detections
我们研究先进的激光干涉引力波天文台（aLIGO）的能力，以检测明显违反宇宙审查猜想和无毛定理。宇宙审查猜想在广义相对论中被认为是正确的，它限制了克尔黑洞的自旋与质量平方比。在广义相对论中，无毛定理也被认为是正确的，它给出了非旋转黑洞的勒夫潮汐数的一个特定值。利用Fisher矩阵方法，我们研究了包含至少一个假定黑洞的致密双星系统的自旋和潮汐形变的可测性。使用参数测量误差和相关性从Fisher矩阵，我们确定最小的可检测的宇宙审查猜想和无毛定理所隐含的边界的违反。我们研究的效果，排除非物理区域的参数空间确定最小的可检测的明显违规时，我们研究不同的后牛顿修正的紧凑的二元聚结引力波形的振幅的影响。此外，我们进行了一个简短的研究如何最近计算的3.0 pN和3.5 pN的自旋轨道修正的相位影响自旋和质量参数的可测性。我们发现，在引力波形中的对称质量比和高次谐波的物理先验可以显着影响aLIGO调查宇宙审查和某些系统的无毛定理的能力。
2013-10-24 gr-qc
The LSC Glitch Group : Monitoring Noise Transients during the fifth LIGO Science Run
LIGO科学合作组织（LSC）故障小组是LIGO探测器表征工作的一部分。它由数据分析师和探测器专家组成，他们在科学运行期间和之后合作，以更好地了解探测器中的噪声瞬变。在第五次LIGO科学运行（S5）期间，故障组的目标包括（1）对探测器数据质量进行离线评估，重点是噪声瞬态，（2）否决天体物理分析的建议，以及（3）向调试团队反馈在引力波和辅助数据通道中看到的异常。其他活动包括研究突发搜索触发器的自相关性、探测器噪声的平稳性和否决研究。该小组确定了在引力波搜索中引发假警报的几个噪声瞬变的原因;这些瞬变的时间被确定并从产生LSC天体物理结果的数据中否决。
2008-07-14 astro-ph.IM gr-qc
The MBTA Pipeline for Detecting Compact Binary Coalescences in the Fourth LIGO-Virgo-KAGRA Observing Run
本文介绍 MBTA 引力波搜索流水线在 LVK 第四次观测运行中的配置、相较 O3 的改进，以及其在 O4a 离线分析和 O4b 调整中的应用。
2025-04-30 astro-ph.IM gr-qc
Early Warnings of Binary Neutron Star Coalescence using the SPIIR Search
来自双中子星合并的引力波可以用作警报，以便能够进行及时的后续观测。特别是，捕捉即时电磁和天体粒子排放的时刻，一个二进制合并提出了独特的限制的时间尺度和天空定位在线引力波检测。在这里，我们提出了SPIIR在线检测管道的预期性能，该管道是为即将到来的国际LIGO-Virgo的第四次科学运行（O 4）而设计的。使用模拟高斯数据的两个LIGO天文台与预期的O 4灵敏度，我们证明，有一个不可忽视的机会，提供合并前警告至少10秒之前，最后暴跌。预计这些警报将以每年一颗中子星合并的名义速度发出，并定位在300 $deg^2$的中位数搜索区域内。我们设想这样的检测是非常有用的后续观测站，如Murchison宽场阵列无线电设施在西澳大利亚州的大视野。
2022-02-23 gr-qc
Search for gravitational waves from the coalescence of sub-solar mass binaries in the first half of Advanced LIGO and Virgo's third observing run
我们提出了一个搜索的引力波从合并的太阳质量黑洞双星使用的数据从上半年的先进LIGO和处女座的第三次观测运行。观测到太阳质量以下的黑洞合并可能是原始起源的一个迹象;原始黑洞可能有助于暗物质的分布。我们寻找黑洞合并的主要质量是$0.1-7 M_{\odot}$和次级质量是$0.1-1 M_{\odot}$。各种各样的模型预测生产和合并的二进制包含原始黑洞，一些涉及动态组装，这可能会允许剩余偏心率进行观察。对于分量质量$>0.5 M_{\odot}$，我们还搜索偏心轨道中的源，在10 Hz的参考引力波频率下测量，直到$e_{10}\sim 0.3$。我们没有找到令人信服的候选者，并对原始黑洞合并的速率设定了新的上限。0.5-0.5（1.0-1.0）~ $M_{\odot}$来源的合并率为$<7100~(1200)$ Gpc $^{-3}$ yr $^{-1}$。我们的限制比以前的分析限制多$\sim3-4$倍。最后，我们展示了我们的限制可以用来约束任意模型的原始黑洞质量分布和合并率。
2021-09-04 astro-ph.HE gr-qc
Sensitivity Achieved by the LIGO and Virgo Gravitational Wave Detectors during LIGO's Sixth and Virgo's Second and Third Science Runs
我们总结了LIGO和Virgo引力波探测器在LIGO第六次科学运行以及Virgo第二次和第三次科学运行期间对低质量致密二元并合（CBC）搜索所实现的灵敏度。我们提出了应变噪声功率谱密度（PSD），这是典型的性能，在这些科学运行的探测器实现。此处提供的数据以及随附的网络可访问数据文件旨在向公众发布，作为S6和VSR 2 -3期间低质量CBC搜索的探测器性能总结。
2012-03-15 gr-qc
Searching for gravitational waves from binary coalescence
我们描述了从LIGO和Virgo数据中寻找致密二元聚结的引力波的实现。这种全天、全天、多探测器的双星合并搜索已被用于搜索最近LIGO和Virgo运行中获取的数据。搜索是围绕数据的匹配滤波器分析建立的，并通过许多信号一致性测试进行增强，这些测试旨在区分非高斯检测器噪声的伪影和潜在检测。我们使用高斯噪声和来自第五次LIGO科学运行的数据展示了搜索性能，并证明信号一致性测试能够减轻非高斯噪声的影响，并提供与高斯噪声相当的灵敏度。
2012-08-16 astro-ph.CO gr-qc
Sensitivity of gravitational wave searches to the full signal of intermediate mass black hole binaries during the LIGO O1 Science Run
通过模拟引力波信号在探测器数据流中的注入和后验恢复，估计了引力波搜索双星黑洞的灵敏度。当搜索报告没有检测到时，估计的灵敏度然后用于对目标源的聚结速率设置上限。为了获得正确的灵敏度和速率估计，注入的波形必须是真实信号的忠实表示。然而，到目前为止，注入波形忽略了辐射模式的顺序高于四极杆，潜在的偏置灵敏度和聚结率的估计。特别是，高阶模式已知有一个大的影响，在引力波发射的中等质量黑洞二进制。在这项工作中，我们评估的影响，这种近似的上下文中运行的两个搜索算法的LIGO科学合作在他们的搜索中等质量的黑洞二进制O 1 LIGO科学运行数据：匹配滤波器为基础的管道和一个连贯的未建模的。为此，我们估计这两个搜索模拟信号，包括和省略高阶模式的灵敏度。我们发现，省略高阶模式导致偏差的敏感性估计，这取决于群众的二进制，搜索算法和所需的检测水平的显着性。此外，我们比较了两种搜索算法在所研究的参数空间的灵敏度。我们的结论是，最近的LIGO-Virgo上限的合并率的中间质量黑洞二进制的高度不对称的情况下是保守的。然而，最严格的上限，放置在几乎相等的质量源，保持不变，由于较高的模式，相应的源的贡献小。
2017-11-06 gr-qc
Comment on "Probing gravitational wave polarizations with signals from compact binary coalescences"
在最近的一篇论文“Probing引力波polarizations with signals from compact binary coalescences”（arXiv：1710.03794 [gr-qc]）中，作者认为LIGO-Virgo网络对引力波的单次探测能够区分引力波的纯张量和纯矢量偏振。本文指出了作者分析中的一个错误，并指出只有在引力波沿干涉仪对张量或矢量偏振的零响应方向传播时，这种微分才是可能的。然而，LIGO-Virgo网络可以通过收集统计数据来区分纯张量和纯矢量偏振，正如我们在Phys. Scr中所展示的那样。92，125001（2017）。
2017-12-19 astro-ph.HE gr-qc
Hierarchical search for compact binary coalescences in the Advanced LIGO's first two observing runs
探测多个致密双星并合是目前和未来地基引力波探测器的主要目标之一。虽然提高探测器的灵敏度对于实现这一目标至关重要，但有效的数据分析策略可以发挥至关重要的作用。在给定计算能力的情况下，有效的数据分析技术可以扩展参数空间的大小和维度以搜索各种GW源。基于匹配滤波的分析依赖于建模信号来产生用于信号检测的足够的信噪比，如果参数空间太受限，则基于匹配滤波的分析可能会错过它们。具体来说，CBC搜索目前仅限于非旋进双星，其中组件的自旋与轨道角动量对齐或反对齐。因此，对CBCs的分层搜索是很有动机的。该搜索的第一阶段通过用粗模板库匹配过滤粗采样数据来执行，以寻找候选事件。然后，这些候选者被跟踪以在事件的参数空间附近进行更精细的搜索。执行这样的搜索导致计算成本的巨大节省。在这里，我们报告了分层搜索作为基于PyCBC的生产管道的第一次成功实施，以执行对LIGO观测运行的完整分析。在此基础上，我们分析了Advanced LIGO的第一次和第二次观测运行数据。我们恢复了在LIGO-Virgo合作发布的第一个GW目录GWTC-1中PyCBC（平面）搜索检测到的所有事件，使用缩放的背景具有几乎相同的意义。在分析中，我们得到了一个令人印象深刻的因素20减少计算相比，平面搜索。与标准注射研究，我们表明，分层搜索的灵敏度仍然可比的误差条内的平面搜索。
2022-03-07 astro-ph.IM gr-qc
GW070605: An Undisclosed Binary Neutron Star Hardware Injection in LIGO's Fifth Science Run
University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）；The University of Tokyo（东京大学）；Center for Gravitational Physics, University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校引力物理中心）；University of Nevada, Las Vegas（内华达大学拉斯维加斯分校）
LIGO第五次科学运行中发现的GW070605事件，实为L1探测器硬件注入，揭示了算法灵敏度提升与硬件注入的关联。
2026-02-25 gr-qc
Joint LIGO and TAMA300 Search for Gravitational Waves from Inspiralling Neutron Star Binaries
我们使用LIGO和TAMA 300在2003年初的数据，从吸入中子星双星的重合引力波信号搜索。使用一个简单的触发交换方法，我们进行了一个相互合作的符合搜索的时候，TAMA 300和只有一个LIGO网站的操作。我们没有发现任何引力波信号的证据。在90%的置信水平下，我们对质量在1 ~ 3 M太阳之间的双星中子星合并速率的观测上限为每个银河系等效星系每年49颗中子星。在此搜索过程中开发的方法将在未来的网络螺旋分析中找到应用。
2006-10-06 gr-qc
Extraction of black hole coalescence waveforms from noisy data
我们描述了一个独立的分析LIGO数据的黑洞合并事件。使用利用观测到的或预期的随时间变化的频率内容的滤波方法直接从数据中提取引力波应变波形。在滤除谱峰（并考虑有限带宽）之后，对残余噪声的统计分析没有显示出非高斯行为的证据。也没有证据表明，在汉福德和利文斯顿站点的噪声信号之间存在异常的因果关系。提取的波形与LIGO提供的黑洞合并模板波形一致。模拟事件，已知的信号注入到真实的噪声，用于确定由于残余噪声的不确定性，并证明我们的结果是无偏的。我们的RMS信噪比（SNR）和出版的匹配滤波器检测SNR的概念和数值之间的差异进行了讨论。
2018-08-24 astro-ph.IM gr-qc
GW200105 and GW200115 are compatible with a scenario of primordial black hole binary coalescences
最近，Advanced LIGO和Virgo探测器观测到了两次引力波事件，即GW 200105和GW 200115。在这项工作中，我们表明，它们可以解释的情况下，原始的黑洞双星形成于早期宇宙。即使原始黑洞只占冷暗物质的一小部分，这种情况下预测的合并率可能与LIGO和Virgo估计的合并率一致。所需的原始黑洞丰度与现有的微透镜、焦散渡和宇宙微波背景观测的上限是一致的。
2022-01-06 astro-ph.CO gr-qc
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
Analysis of LIGO data for gravitational waves from binary neutron stars
我们报告的搜索引力波从合并紧凑的双星系统在银河系和麦哲伦云。该分析使用了三个LIGO干涉仪中的两个在第一次LIGO科学运行期间获得的数据，并说明了使用干涉仪数据设置螺旋事件率上限的方法。分析管道的描述，特别注意两个干涉仪之间的数据选择和重合。我们建立了$\mathcal{R}<$ 1.7 \times 10^{2} $ per year per Milky Way Equivalent Galaxy (MWEG), with 90% confidence, on the coalescence rate of binary systems in which each component has a mass in the range 1--3 $ M_ \odot $的观测上限.
2003-08-21 gr-qc
Compact binary coalescences: gravitational-wave astronomy with ground-based detectors
本文综述了致密双星并合这一最主要引力波源的观测特征与分析方法，并回顾了LIGO、Virgo和KAGRA地面干涉仪网络自2015年以来取得的探测进展。
2024-09-03 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
A coherent triggered search for single spin compact binary coalescences in gravitational wave data
本文提出了一种在引力波数据中进行单自旋紧致双星聚结相干搜索的方法，并将这种搜索与现有的单自旋搜索的符合方法进行了比较。我们提出了一种方法来表征参数空间的区域，其中单自旋搜索，重合和相干，将增加现有的非旋进搜索的检测效率。我们还展示了对LIGO第四次科学运行的一段数据进行相干搜索的示例结果，但注意到在运行此搜索以尝试进行检测之前，需要一组基于信号的否决。
2011-01-07 gr-qc
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
Bayesian inference for compact binary coalescences with BILBY: Validation and application to the first LIGO--Virgo gravitational-wave transient catalogue
引力波为观测天文学提供了一个独特的工具。虽然第一个LIGO-Virgo引力波瞬变目录（GWTC-1）包含来自黑洞和中子星双星的11个信号，但随着探测器灵敏度的提高，观测数量正在迅速增加。为了从观测信号中提取信息，必须具有快速、灵活和可扩展的推理技术。在以前的论文中，我们介绍了BILBY：一个模块化和用户友好的贝叶斯推断库，适用于解决引力波推理的需求。在这项工作中，我们证明了BILBY产生可靠的结果，从紧凑的二进制合并的模拟引力波信号，并验证它准确地再现结果报告的11 GWTC-1信号。此外，我们还为所有分析提供配置和输出文件，以便于复制、修改和将来使用。这项工作表明，BILBY已经准备好分析快速增长的致密双星聚结引力波信号。
2021-06-07 astro-ph.IM gr-qc
Measuring gravitational waves from binary black hole coalescences: I. Signal to noise for inspiral, merger, and ringdown
我们估计预期的信噪比（SNR）从三个阶段（螺旋，合并，衰荡）的合并二进制黑洞（BBH）的初始和先进的地基干涉仪（LIGO/VIRGO）和天基干涉仪（LISA）。LIGO/VIRGO可以在几个到大约2000个太阳质量的质量范围内进行中等信噪比（几十个），中等精度的BBH聚并研究; LISA可以在大约10^5到10^8个太阳质量的质量范围内进行高信噪比（10^4量级）的高精度研究。BBH很可能是LIGO/VIRGO探测到的第一个源：它们的可见距离比合并的中子星双星大得多（初始干涉仪可达500 Mpc）（迄今为止被认为是LIGO/VIRGO的“面包和黄油”主力源，初始干涉仪可看到约30 Mpc）。低质量的BBH（初始LIGO干涉仪最大50个太阳质量;高级干涉仪最大100个太阳质量; LISA最大10^6个太阳质量）最好通过它们被熟知的螺旋波来搜索;更高质量的BBH必须通过它们被知之甚少的合并波和/或它们被熟知的振铃波来搜索。基于衰荡波的大质量BBH匹配滤波搜索应该能够找到质量范围为100至700太阳质量到200 Mpc（初始LIGO干涉仪）的BBH，以及200至3000太阳质量到z=1（先进干涉仪）。所需的模板数量级为6000或更少。使用“噪声监视”搜索算法，在不详细了解波形形状的情况下，基于合并波的搜索可以将检测到的大量BBH的数量增加到从螺旋波和振铃波发现的数量的10倍或更多倍。来自…
1997-11-04 astro-ph gr-qc
Identifying glitches near gravitational-wave signals from compact binary coalescences using the Q-transform
我们提出了一种计算方法来识别毛刺的引力波数据发生附近的引力波信号从紧凑的二元合并。Q变换是LIGO-Virgo-KAGRA数据分析中的一种成熟工具，它计算信号周围数据中任何超出高斯噪声背景假设的概率，并标记任何显著的毛刺。随后，我们对这种计算方法进行验证测试，以确保在有色高斯噪声中的自一致性，以及使用最佳拟合模板减去信号后包含引力波事件的数据。最后，我们的毛刺识别结果从真实的事件在LIGO-Virgo的第三次观测运行对列表中的事件，需要毛刺缓解的比较表明，该工具将是有用的，在提供精确的信息，数据质量，以改善这些事件的天体物理分析。
2023-01-16 astro-ph.IM gr-qc
Rapid localization and inference on compact binary coalescences with the Advanced LIGO-Virgo-KAGRA gravitational-wave detector network
本研究提出基于多ROQ基的快速参数估计框架，实现LVK探测器网络下BNS信号的低延迟高精度定位，中位分析仅6分钟，定位面积较BAYESTAR减少约30%，已集成至BILBY并用于LVK预警系统。
2023-07-25 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
The Coalescence Rate of Double Neutron Star Systems
我们估计了密近双星与两颗中子星（NS）的合并率，并讨论了地面引力波观测站（如LIGO）探测NS-NS螺旋事件的前景。我们推导出银河系合并率使用观察到的样本密切NS-NS二进制（PSR B1913+16和PSR B1534+12），并详细检查每个来源的不确定性与估计。具体地说，我们研究了（i）NS-NS双星在银河系势和垂直标度高度中的动力学演化，（ii）脉冲星寿命，（iii）射电脉冲星光度函数的暗端的影响及其对少数观测对象的依赖性，（iv）光束分数，以及（v）将银河速率外推到LIGO预期可到达的河外距离。我们发现，不确定性的主要来源是校正因子（高达约200）微弱（无法检测）的恒星。所有其他来源的重要性都要小得多，每个来源的不确定性因子都小于2。尽管相对较大的不确定性，推导出的聚结率大致与以前推导出的上限一致，并且比从人口研究中获得的速率更准确。我们获得了LIGO II探测率的最保守下限，即每年2起事件。我们的检测率上限为每年300至1000多起事件。
2001-03-21 astro-ph 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
Searches for Compact Binary Coalescence Events Using Neural Networks in LIGO/Virgo Third Observation Period
本文用卷积神经网络分析 LIGO/Virgo O3 时频图，在三个质量区间搜索致密双星并合，发现使用三台干涉仪信息效果最佳，周误报阈值下对训练质量范围内星表事件的探测效率达 70%。
2024-06-13 astro-ph.IM gr-qc
Gravitational wave searches with Advanced LIGO and Advanced Virgo
先进的LIGO和先进的Virgo有望在未来几年内首次直接探测到引力波（GW）。可能的GW发射类型包括短时间爆发，由中子星或黑洞组成的致密双星合并产生的信号，来自快速旋转的中子星的连续辐射，以及原始性质的随机背景辐射或由大量单独无法分辨的源叠加产生的随机背景辐射。我们描述了不同的方法，已经开发出搜索这些不同类型的信号。在本文中，我们专注于GW检测方法本身;多信使搜索以及由检测实现的进一步科学在本卷的单独贡献中处理。
2015-05-18 gr-qc
Effective-one-body waveforms calibrated to numerical relativity simulations: coalescence of non-spinning, equal-mass black holes
我们校准的有效单体（EOB）模型，一个精确的数值模拟的等质量，非旋转的二进制黑洞合并所产生的加州理工大学-康奈尔大学的合作。在低频下对准时间间隔为~ 1000 M的EOB和数值波形，并考虑数值模拟中的不确定性，我们研究了在螺旋、切入和合并过程中EOB可调参数的重要性和简并性，并确定了在数值误差量级上实现相位和幅度一致的EOB可调参数的最小数目。我们发现，占主导地位的引力波模式h_{22}的数值和EOB值之间的相位和分数振幅差可以减少到0.02弧度和2%，分别，直到合并前的时间26 M，和0.1弧度和10%，在合并后的时间16 M（在衰荡），分别。使用LIGO，增强LIGO和先进的LIGO噪声曲线，我们发现，EOB和数值h_{22}之间的重叠，最大化的初始阶段和到达时间，是大于0.999的等质量的二进制黑洞与总质量30-150 Msun。除了主导引力模式（2，2），我们比较了主导次主导模式（4，4）和（3，2），并发现相位和振幅差异的数量级的数值误差。我们还确定了质量比的依赖性的EOB可调参数之一，通过拟合的数值{ \it inspiral}的黑洞二进制与质量比2：1和3：1的波形。这些结果改进和扩展了最近的成功尝试，旨在为引力波数据分析师提供能够内插精确数值模拟的最佳分析EOB模型。
2009-05-12 gr-qc
A method to estimate the significance of coincident gravitational-wave observations from compact binary coalescence
由中子星和/或黑洞组成的合并致密双星系统应该可以用即将到来的先进引力波探测器探测到，如LIGO，Virgo，GEO和{KAGRA}。到目前为止，引力波实验充满了非高斯、非平稳的噪声，这使得确定事件的重要性变得非常困难。一个流行的方法来估计的重要性是时移的事件之间收集的探测器，以建立一个假符合率。在这里，我们提出了一种方法，用于估计虚警概率的事件使用变量通常可用于搜索候选人，不依赖于明确的时间移动的事件，同时仍然捕捉非高斯的数据。我们提出了一种方法，用于在存在几个镀银（3- 5 $σ$）事件但不一定存在任何镀金（$>5σ$）事件的情况下建立事件的统计检测。我们使用LIGO数据和模拟的，现实的，盲目的信号人口来测试我们的方法。
2012-09-04 astro-ph.IM gr-qc
The Probability Distribution of Binary Pulsar Coalescence Rates. I. Double Neutron Star Systems in the Galactic Field
已知对有两颗中子星的密近双星（NS-NS）的银河系合并率（R）的估计有很大的不确定性（大约两个数量级），这主要是因为被探测到的射电双星系统数量很少。我们提出了一种分析方法，使我们能够估计银河系的NS-NS合并率使用当前观察到的样本，重要的是，分配这些估计的统计意义，并计算允许的范围内的值在不同的置信水平。该方法包括模拟所有相关无线电脉冲星调查中固有的选择效应和概率分布的贝叶斯统计分析。根据不同的脉冲星种群模型，银河系合并速率（R_peak）最有可能的值在每百万年2-60之间。对于我们的参考模型1，采用脉冲星布居特性的最可能估计，在68%的统计置信水平下，我们得到R_tot = 8 - 5 ^+9/Myr。LIGO初始和改进LIGO的NS-NS螺旋探测率分别为3 - 2 ^{+4} × 10 ^{-3}/年和18 - 11 ^{+21}/年。
2002-10-21 astro-ph gr-qc
GRB beaming and gravitational-wave observations
利用观测到的短持续时间伽马射线暴（GRB）的速率，有可能预测在引力波探测器中致密双星合并的探测速率。这些估计在很大程度上依赖于越来越多的共识，即短伽马射线暴与两颗中子星或一颗中子星和一个黑洞的合并有关，但除此之外没有做出任何假设短伽玛暴的观测速率。特别是，我们的结果不假设同时引力波和电磁观测。我们发现，在现有的LIGO/Virgo数据的合并的非检测约束的祖质量和伽马射线暴的波束角。对于未来的探测器，我们发现，与短GRB的祖先相关的NS-NS双星合并的第一次探测可能发生在观测的前16个月内，即使是在适度的观测站网络的情况下（例如，只有LIGO-Hanford和LIGO-Livingston）以适度的灵敏度操作（例如，先进的LIGO设计灵敏度，但没有信号回收镜），并假设光束角的保守分布（例如，所有GRB以θ=30度光束）。不太保守的假设将首次检测的等待时间缩短到数周至数月。或者，如果在LIGO-Hanford，LIGO-Livingston和Virgo网络以先进的设计灵敏度运行的前两年内没有看到二进制，则可以排除短GRB的紧凑二进制合并模型。当θ<30 °时，GRB触发源的发生率小于未触发源的发生率，与噪声曲线、网络结构和观测到的GRB发生率无关。因此，在GWs中首次探测到的双星GRB前身不太可能与GRB有关。
2012-06-04 astro-ph.CO gr-qc
Tests of weak equivalence principle with the gravitational wave signals in the LIGO-Virgo catalogue GWTC-1
弱等效原理（weak equivalence principle，WEP）是引力理论的基石。在局部尺度上，WEP已经通过各种实验测试到高精度。在星系际距离尺度上，可以通过比较从同一来源发射的不同信使的到达时间来测试WEP。由大质量星系引起的引力时滞与$γ+1$成正比，其中参数$γ$在广义相对论中为1。如果违反WEP，则不同无质量粒子的$γ$值应该不同，即，$Δγ$用于指示与WEP的偏差。迄今为止，$|Δγ|$一直受到伽马射线暴、快速射电暴等的约束。本文利用LIGO-Virgo星表GWTC-1中双星黑洞合并的引力波数据，给出了$|Δγ|$的一个新约束。最佳约束条件意味着$|Δγ| \lesssim 10^{-15}$在90%的置信水平。
2020-10-23 gr-qc
The SPIIR online coherent pipeline to search for gravitational waves from compact binary coalescences
本文介绍了在第三次先进的LIGO和Virgo观测运行（O3运行）期间用于公共警报的SPIIR管道。SPIIR流水线使用无限脉冲响应（IIR）滤波器来执行极低延迟的匹配滤波，并且该过程通过图形处理单元（GPU）进一步加速。它是第一个在线管道选择候选人从多个检测器使用相干统计的基础上最大网络似然比统计原则。在这里，我们简化了推导这个统计使用奇异值分解（SVD）技术，并表明，单检测器的信噪比匹配滤波可以直接用于构建每个天空方向的统计。由于在天空方向参数上的额外搜索，相干搜索通常比重合搜索更具计算挑战性。天空方向的搜索遵循一个令人尴尬的并行化范式，并使用GPU加速。使用LIGO-Virgo第二次观测运行的一段公共数据报告了检测性能。我们证明了SPIIR流水线的中位延迟小于9秒，并提出了一个可实现的路线图，以减少延迟到5秒以下。在O3在线运行期间，SPIIR注册了与56个未撤回的公共警报中的38个相关联的触发器。极低的延迟特性使其成为联合时域观测的一个有竞争力的选择，并提供了在涉及至少一颗中子星的双星合并系统合并阶段之前发出公共警报的诱人可能性。
2021-05-20 gr-qc
The detectability of eccentric compact binary coalescences with advanced gravitational-wave detectors
对于第二代干涉型引力波探测器如先进的LIGO和先进的Virgo来说，致密的双星聚并是一个很有前途的引力波源。虽然大多数联星被认为拥有圆形轨道，但有些可能是偏心的，例如，如果它们是通过动力捕获形成的。由于创建有效的模板库来检测这些信号的挑战，偏心轨道可能会给匹配滤波搜索带来困难。在以前的工作中，我们展示了如何无籽聚类可以用来检测低质量（$M_\text{total}\leq10M_\odot$）的自旋和偏心系统的紧凑型二元聚结，假设一个圆形的后牛顿膨胀。在这里，我们描述了一个参数化，旨在最大限度地提高低偏心率（$0\leqε\leq0.6$）系统的灵敏度，从分析方程。我们表明，这种参数化提供了一个强大的和计算效率高的方法检测偏心低质量的紧凑型双星。基于这些结果，我们得出结论，先进的探测器将有机会检测到偏心双星，如果乐观的模型证明是真的。然而，零观测值不太可能完全排除偏心二元种群模型。
2014-12-19 gr-qc
Hierarchical Hough all-sky search for periodic gravitational waves in LIGO S5 data
我们描述了一个新的管道，用于分析数据的第五次科学运行（S5）的LIGO探测器，以寻找连续的引力波从孤立的旋转中子星。所采用的方法是基于Hough变换，这是一种半相干的，计算效率高，鲁棒的模式识别技术。Hough变换用于在数据的时间-频率平面中找到信号，其频率演变符合由地球运动和脉冲星在观测期间的自旋下降对信号施加的多普勒频移所产生的模式。与以前的霍夫全天空搜索的主要区别进行了说明。这些差异包括使用两步分层霍夫搜索，在S5的第一年和第二年产生的候选人之间的巧合分析，和否决策略的基础上$χ^2$测试。
2010-01-21 gr-qc
Observing Binary Inspiral with LIGO
来自双星中子星或黑洞系统的引力辐射导致轨道衰变和双星组成部分的最终合并。在双星合并前的最后几分钟，辐射将进入美国激光干涉仪引力波天文台（LIGO）和法国/意大利VIRGO引力辐射探测器的带宽。探测器灵敏度、信号强度、源密度和分布的组合都表明，在LIGO/VIRGO所有预期的引力辐射源中，内旋双星是最有可能观测到的候选天体。在这里，我简要地回顾了一些问题，提出了理论家即将观察到的双螺旋。
1994-03-10 astro-ph gr-qc
A morphology-independent test of the mixed polarization content of gravitational wave signals from compact binary coalescences
广义相对论中的引力波包含两个偏振自由度，通常标记为正和交叉。除了这两种张量模式，引力的一般理论还预测了四种额外的偏振模式：两种标量和两种矢量。在引力波数据中检测到非张量模式将构成超越广义相对论的物理学的清晰特征。先前的测量已经指出了引力波中张量模式的明确存在，但是其他通用非张量模式的存在还没有被直接测试。我们提出了一个模型独立的分析，能够检测和表征混合张量和非张量成分的瞬态引力波信号，包括那些从紧凑的二元聚结。这种基础设施可以限制在广义相对论预测的张量模式之上的标量或矢量偏振模式的存在。我们的分析是形态独立的（因为它不依赖于波形模板），相位相干，和不可知的源天空位置。我们应用我们的分析，从GW190521和模拟数据的数据，并证明它是能够把上限的非张量模式的强度时，没有存在，或表征其形态的情况下，积极的检测。瞬态引力波信号的偏振内容的测试取决于扩展的检测器网络，其中每个检测器观测偏振模式的不同线性组合。因此，我们预计我们的分析将在未来几年内产生精确的偏振约束，因为目前的地面探测器LIGO Hanford，LIGO Livingston和Virgo将加入KAGRA和LIGO India。
2021-08-03 astro-ph.HE gr-qc
Parameter Estimation on LIGO-Virgo-KAGRA O4a Binary Merger Triggers with Sub-solar Mass Components
Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur（蔚蓝海岸大学，蔚蓝海岸天文台）；Montana State University（蒙大拿州立大学）；Max Planck Institute for Physics（马克斯·普朗克物理研究所）；King’s College London, University of London（伦敦大学国王学院）
研究 LIGO-Virgo-KAGRA O４a 观测运行中双黑洞合并触发事件，用贝叶斯参数推断分析，发现部分触发事件可能含亚太阳质量成分，还研究了其他相关触发事件及数据质量，探讨了含亚太阳质量成分事件参数估计面临的挑战。
2026-07-30 astro-ph.CO gr-qc
Status of the joint LIGO--TAMA300 inspiral analysis
本文介绍了2003年2月14日至4月14日LIGO和TAMA在LIGO Science Run 2和TAMA 300 Data Taking Run 8数据中对吸入中子星双星的引力波的联合搜索情况。在本文中，我们讨论了从分析作为“游乐场”保留的数据样本的子集中学到了什么。我们通过注入模拟的银河系双星中子星信号到数据流中，确定了合并时间和啁啾质量等参数的符合条件。我们选择符合条件，以最大限度地提高我们的效率检测模拟信号。我们获得的效率为78%，我们的重合搜索，并表明，我们错过了主要是非常遥远的信号TAMA 300。我们进行时间滑动分析，以估计由于意外巧合的噪声触发的背景。我们发现，背景触发有一个非常不同的字符从模拟信号的触发。
2005-06-08 gr-qc
LIGO-Virgo searches for gravitational waves from coalescing binaries: a status update
中子星或黑洞的合并致密双星被认为是地球上最有希望的引力波探测源之一。LIGO-Virgo联合合作的紧凑二元合并（CBC）小组正在通过对理论建模的模板波形进行匹配滤波来搜索这些天体物理系统发出的引力波。各种波形模板的家庭采用的质量范围探测的搜索和阶段的inspiral阶段的目标：限制后牛顿的系统具有总质量小于$35 \msun$，数值相对论启发完整的吸气合并振铃波形更大规模的系统高达$100\msun$和振铃模板建模扰动黑洞高达$500\msun$。我们给出了CBC小组在探测天体物理引力波特征方面的当前努力和即将到来的计划的最新状态。
2009-11-14 gr-qc
Tests of no-hair theorem with binary black-hole coalescences
本文利用 PSI_FD 非广义相对论波形模板分析 GW150914 和 GW200129 引力波数据，在 95% 显著性水平上检验无毛定理，并在 GW200129 中发现与克尔黑洞的显著偏离。
2023-12-05 gr-qc
Assessing the compact-binary merger candidates reported by the MBTA pipeline in the LIGO-Virgo O3 run: probability of astrophysical origin, classification, and associated uncertainties
我们描述的方法所使用的多波段模板分析（MBTA）管道计算的概率天体物理起源，$p_{astro}$，紧凑的二进制合并候选人在LIGO室女座数据从第三次观测运行（O3）。计算作为离线分析的一部分执行，并用于表征候选事件及其源分类。描述了技术细节和实施，以及GWTC-2.1中公布的第三次观测运行（O3 a）的上半年的结果。该方法的性能进行评估的模拟重力波信号在O3 a数据中使用的参数化的$p_{astro}$作为MBTA组合的排名统计的函数注入。统计和系统的不确定性的可能来源进行了讨论，并量化其对$p_{astro}$的影响。
2021-12-14 gr-qc
