Blind-search constraints on the sub-kiloparsec population of continuous gravitational-wave sources
本文利用全天连续引力波搜索，评估了当前及未来探测器对亚千秒差距未知中子星族群的椭率限制，并探讨了天文先验对搜索的影响。
2023-10-18 astro-ph.HE gr-qc
Kilonova Emission From Black Hole-Neutron Star Mergers. II. Luminosity Function and Implications for Target-of-opportunity Observations of Gravitational-wave Triggers and Blind Searches
我们详细模拟了黑洞-中子星（BH-NS）合并的千诺瓦和伽马射线暴（GRB）余辉和千诺瓦光度函数，并讨论了电磁（EM）对应物在引力波（GW）探测、GW触发的机会目标观测和时域盲搜索中的可探测性。合并后在$0.5\,{\rm days}$的BH-NS千超新星的预测绝对星等落在$[-10,-15.5]$。模拟的光度函数包含了各向异性kilonova辐射的潜在视角分布信息。我们模拟了GW检测率，可检测距离和信号持续时间，为未来的第二/2.5/第三代GW检测器网络。如果黑洞有更高的对齐自旋，而质量较小的NS有更硬的EoS，那么BH-NS倾向于产生更明亮的千诺瓦和余辉。kilonova的可探测性对BH自旋特别敏感。如果BH通常具有低自旋，则BH-NS EM对应物很难发现。对于第二代GW探测器网络，即使假定BH高自旋，也需要$m_{\rm limit}\sim23-24\,{\rm mag}$的极限幅度来探测千新星。因此，在LIGO/Virgo O3期间缺乏BH-NS相关kilonova检测的合理解释是，要么没有EM对应物（暴跌事件），要么目前的后续行动太浅。这些观测仍然有机会探测到与sGRB或孤儿余辉相关的轴上喷流余辉。后续观测可以检测到可能相关的sGRB余辉，从中可以研究kilonova签名。对于时域观测，建议在红度滤波器中进行高节奏搜索，以检测更多与BH-NS相关的千新星和余辉。
2021-05-05 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Chi-square test on candidate events from CW signal coherent searches
在扫描宽频带的连续引力波信号的盲搜索中，人们寻找具有显著大的检测统计值的候选事件。不幸的是，数据中的噪声线也可能产生适度大的检测统计。在本文中，我们描述了我们如何可以区分噪声线事件和实际的连续波（CW）信号的基础上，作为信号的频率的函数的检测统计的形状。我们将分析Jaranowski、Krolak和Schutz提出的一种特殊检测统计量F统计量的情况。我们将证明，对于宽带10小时搜索，错误驳回率小于1 e-6，我们的方法拒绝了来自Hanford LIGO干涉仪第二次科学运行的典型数据集中发现的约70%的大型候选事件。
2004-08-29 gr-qc
Archival searches for stellar-mass binary black holes in LISA
恒星质量的双星黑洞在出现在地面引力波探测器的音频波段之前，将在激光干涉仪空间天线（LISA）的频带内扫描数月至数年。在$500 \,\mathrm{Mpc}$的距离内，每年会发生几十次这样的事件。即使在如此近的距离，这样的源的LISA信噪比对于盲目搜索来说也太小而不能自信地检测它们。然而，下一代地基引力波探测器预计将在LISA时投入使用，将以数千的信噪比观测它们，并非常准确地测量它们的参数。我们表明，地面探测器对这些源的高保真观测有助于档案搜索，每年从LISA数据中挖掘出数十个信号。
2020-11-05 astro-ph.HE gr-qc
The Targeted Standard Siren Cosmology with Pulsar Timing Arrays
Indian Institute of Science Education and Research Bhopal（印度科学教育研究所博帕尔分校）；Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（爱因斯坦研究所））；Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）
利用脉冲星计时阵列进行靶向搜索，可实现高精度推断哈勃常数，为解决哈勃张力提供支持。
2026-03-12 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
LISA stellar-mass black hole searches with semicoherent and particle-swarm methods
本文提出结合半相干似然与粒子群优化的方法，用于在LISA数据中搜索恒星质量双黑洞等长时标引力波信号，并通过GW170817和零噪声模拟数据验证了其有效性。
2023-10-16 astro-ph.HE gr-qc
Faster search for long gravitational-wave transients: GPU implementation of the transient F-statistic
F统计量是一种用于寻找自旋中子星产生的连续引力波的方法。Prix等人（2011年）介绍了一种瞬态准单色信号的变体。这种瞬变现象可能的天体物理学场景包括闪变的恒星、新生的中子星和吸积系统。在这里，我们提出了一个新的实现瞬态F统计，使用pyCUDA利用现代图形处理单元（GPU）的力量。所获得的加速允许在更宽的参数空间上进行有效的搜索，特别是当使用包括时变（例如指数衰减）幅度的更现实的瞬态信号模型时。因此，它可以全面覆盖已知附近中子星的故障，改善连续波搜索中离群值的后续工作，并可能成为未来盲全天空搜索未知中子星的重要组成部分。
2018-06-15 astro-ph.IM gr-qc
Blind spots and biases: the dangers of ignoring eccentricity in gravitational-wave signals from binary black holes
本文研究忽略轨道偏心率对双黑洞引力波探测与参数估计的影响，发现准圆模型会导致信号漏检和参数偏差，并验证偏心波形模型足以刻画低质量偏心双黑洞。
2024-02-22 gr-qc
Searches for continuous gravitational wave signals and stochastic backgrounds in LIGO and Virgo data
我们目前的结果，从最近的LIGO和处女座的数据连续引力波信号（CW）的旋转中子星和随机引力波背景（SGWB）的搜索。演讲的第一部分是专门讨论CW分析，重点是两种类型的搜索。在已知中子星的有针对性的搜索中，使用恒星参数的精确知识来应用最优滤波方法。在没有信号检测的情况下，在少数情况下，可以设置应变幅度的上限，该上限超过了将自旋下降能量损失归因于引力波发射而得出的自旋下降极限。相比之下，盲全天搜索并不针对特定的源，而是尽可能地探索参数空间的大部分。完全相干的方法不能用于这类搜索，这带来了非平凡的计算挑战。演讲的第二部分重点是SGWB搜索。一个随机的引力波背景是由许多宇宙学或天体物理学起源的非相干源叠加而产生的。鉴于这种信号的随机性，不可能使用单个检测器将其与噪声区分开。典型的数据分析策略依赖于将来自一对或几对检测器的数据互相关，这允许将搜索的信号与仪器噪声区分开。还讨论了这两种源的下一代干涉仪的预期灵敏度和探测前景。
2012-01-16 astro-ph.CO astro-ph.IM 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
Very fast stochastic gravitational wave background map making using folded data
一个随机引力波背景（SGWB）预计从各种各样的独立的和未解决的天体物理和宇宙学来源的叠加在宇宙演化的不同阶段。辐射测量技术被用来使天空地图的各向异性在SGWB互相关的数据从对探测器。通过最近引入的折叠机制，传统的搜索速度可以提高数百倍。在这里，我们提出了一个新开发的算法来执行SGWB搜索在一个高效的方式。利用折叠数据的紧凑性，我们用矩阵乘法代替了流水线中的循环。我们还整合了知名的HEALPix像素化工具，以进一步标准化和优化。我们的基于Python的算法实现是一个开源包${\tt PyStoch}$。折叠和${\tt PyStoch}$一起使辐射计分析$\textit{a few thousand times}$更快;现在可以在普通笔记本电脑上在几分钟内制作随机背景的全天空地图。此外，${\tt PyStoch}$在每个频率仓处生成天空图作为中间数据产物。这些技术使SGWB搜索变得非常方便，并将使计算上具有挑战性的分析，如盲目的全天空窄带搜索成为可能。
2018-07-24 astro-ph.IM gr-qc
Best network chirplet-chain: Near-optimal coherent detection of unmodeled gravitation wave chirps with a network of detectors
脉冲引力波（GW）的地面干涉仪的数据中的搜索主要集中在两种类型的波形：短的未建模的爆发和啁啾从吸气紧凑的双星。基于不同模型的其他类型的搜索也有空间。我们的目标是填补这一空白。更具体地说，我们感兴趣的GW啁啾与任意相位/频率与时间的演变。这些未建模的GW啁啾可以被认为是轨道/自旋源的通用签名。我们期望波形的准周期性质独立于控制源运动的物理学而被保留。已经引入了几种方法来解决使用单个检测器的数据来检测未建模的啁啾。其中包括作者提出的最佳线调频链（BCC）算法。在未来几年内，将有几个探测器投入使用。多探测器联合相干分析可以提高观测水平、源位置估计和波偏振角估计。在这里，我们将BCC搜索扩展到多检测器的情况。该方法相当于在两个合成流的组合时频表示中搜索显著路径。后者是时间序列，其将来自每个检测器的数据线性地组合，使得所接收的所有GW签名被建设性地相加。给出了一种简化情况下全天空盲搜索的原理证明，说明了对信源天空位置和啁啾频率进行联合估计的可能性。
2007-08-26 gr-qc
Establishing the significance of continuous gravitational-wave detections from known pulsars
我们提出了一种方法，用于分配一个统计意义的检测候选人在有针对性的搜索连续引力波从已知的恒星，而不假设检测器噪声是高斯和固定的。我们利用预期的多普勒相位调制的信号引起的地球的轨道运动，以及振幅调制引起的地球的自旋，有效地盲目搜索真正的天体物理信号从一个给定的位置在天空中。我们使用这种“天空移动”来产生大量的仅含噪声的数据实现，以经验性地估计搜索的背景并分配检测重要性，以类似于在搜索紧凑二进制文件时使用时间滑动的方式。我们证明了这种方法的潜力，通过模拟信号，以及硬件注入到真正的检测器数据。在非高斯噪声中的模拟信号的研究中，我们发现，我们的方法优于另一种常见的策略来评估检测的意义。因此，我们证明，这种技术和类似的技术有可能使第一次有信心的连续引力波的检测。
2020-10-23 astro-ph.HE gr-qc
IGEC2: A 17-month search for gravitational wave bursts in 2005-2007
我们在这里提出的结果，515天的IGEC 2天文台，包括四个共振质量探测器ALLEGRO，AURIGA，EXPLORER和NAUTILUS的长期运行。报告的结果与2005年11月6日至2007年4月14日Allegro停止运行的四次观察时间有关。这一时期与LIGO干涉仪探测器进行的第一次长期观测重叠。IGEC观测的目标是以高置信度识别引力波候选者，将虚警率保持在每世纪1次的水平，以及高占空比，即所有四个站点的占空比为57%，至少三个站点同时观测的占空比为94%。网络数据分析基于在至少三个检测器上的时间重合搜索：四个3重搜索和4重搜索在逻辑OR中组合。我们通过对每组数据中的事件应用唯一的保密时间偏移，以通常的盲法交换数据。通过对每个探测器配置的非源数据进行10^8组符合分析来研究偶然背景，这些数据是通过移动每个探测器的时间序列获得的。对五次搜索的阈值进行了调整，以便将总体误报率控制在1/世纪。当机密的时间偏移被披露时，在源数据中没有发现引力波候选者。作为该搜索的额外输出，我们向其他天文台提供低于搜索阈值的三重符合列表，对应于1/月的误报率。
2010-06-25 gr-qc
A comparison of methods for the detection of gravitational waves from unknown neutron stars
对于LIGO和Virgo干涉仪来说，快速旋转的中子星是有希望的连续引力波辐射源。我们银河系中的大多数中子星还没有被电磁观测所识别。对孤立中子星的全天搜索提供了探测来自这些不明来源的引力波的可能性。这些盲全天空搜索的参数空间也覆盖了大范围的频率和频率导数，这是一个重大的计算挑战。已经设计了不同的方法来在可接受的计算限制内执行这些搜索。在这里，我们描述的第一个基准在一个项目中比较搜索方法目前可用于检测未知的孤立的中子星。我们采用模拟数据的挑战，以比较每种搜索方法的能力，以恢复信号模拟假设一个标准的信号模型。我们发现短持续时间的搜索方法之间的性能相似，而长持续时间的搜索方法达到了两个更高的灵敏度的一个因素。我们发现，在搜索参数空间中的二阶导数频率的情况下，不会降低搜索灵敏度的信号与物理上合理的二阶导数频率。我们还报告了每种搜索方法的参数估计精度，以及频率，频率导数和检测器噪声存在下的灵敏度的稳定性。
2016-06-13 astro-ph.IM gr-qc
A frequency resolved atlas of the sky in continuous gravitational waves
研究利用LIGO O3a数据和Falcon流水线构建首个频率分辨连续引力波天空图谱，给出全天上限与SNR，虽未发现高SNR信号，但将约束灵敏度提升50%。
2023-04-15 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
One-stop strategy to search for long-duration gravitational-wave signals
针对连续引力波盲测搜寻计算成本高且策略难以通用的问题，提出基于GPU的海量并行引擎fasttracks，在不使用计算近似的前提下显著提升检测统计量评估效率，并提供通用半解析灵敏度估计算法。
2025-05-01 astro-ph.IM gr-qc physics.data-an
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
MAGGIE: A Magnetic Gravitational Wave Induction Experiment
Institut für Experimentalphysik, Universität Hamburg（汉堡大学实验物理研究所）
MAGGIE是欧洲首个集总元件高频引力波探测器，利用14 T螺线管磁体探测kHz-MHz频段引力波，通过定制拾取环和8字形几何结构实现噪声抑制，预计可约束未探索的高频引力波参数空间。
2026-09-28 astro-ph.IM gr-qc hep-ex
