Gravitational-wave searches in the era of Advanced LIGO and Virgo
引力波天文学的领域已经被用干涉探测器进行的引力波观测所开辟。本文综述了美国激光干涉仪引力波天文台和意大利Virgo天文台目前使用的引力波探测器和数据分析方法。这些分析方法也将用于最近完成的日本KAGRA天文台。数据分析算法的目标是四类引力波之一。短持续时间,瞬态源包括紧凑的二进制合并,和突发源起源于不良的模拟或意外的来源。长持续时间源包括发射频率一致的连续信号的源,以及形成随机背景的许多未分辨源。描述潜在的来源和搜索引力波从这些类的详细。
2021-08-02 astro-ph.IM gr-qc
Posterior samples of the parameters of binary black holes from Advanced LIGO, Virgo's second observing run
利用LIGO和Virgo天文台的引力波开放数据,对观测到的7个双星黑洞合并事件(GW170104、GW170608、GW170729、GW170809、GW170814、GW170818和GW170823)进行了参数估计分析。我们描述的方法,使用引力波数据的参数估计的致密双星,我们提出的推断天体物理参数的后验分布。我们发布了后验概率密度函数的样本,并提供了有关使用和复制本文所述结果的教程。
2019-06-03 astro-ph.HE astro-ph.IM 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
Development of advanced photon calibrator for Kamioka gravitational wave detector (KAGRA)
本文研制了KAGRA的先进光子校准器,通过高功率激光、功率稳定和远程光束位置控制三项改进,将总系统误差降至2.0 /%,实现了kHz频段探测器响应的精确校准。
2025-09-27 astro-ph.IM physics.ins-det
Realtime search for compact binary mergers in Advanced LIGO and Virgo's third observing run using PyCBC Live
Advanced LIGO和Advanced Virgo的第三次观测运行发生在2019年4月至2020年3月之间,产生了数十个引力波候选者,其中许多现在已被公布为可靠的探测。第三次观测的一个关键要求是快速识别和公开报道紧凑的双星合并,这使得电磁和中微子观测站能够进行大规模的后续观测活动。PyCBC Live是一种基于频域匹配滤波的紧凑二进制合并的低延迟搜索,已在第二次和第三次观测运行期间使用,以及其他低延迟分析,以从LIGO和Virgo获取的数据中生成这些快速警报。本文描述并评估了第二次观察运行后对PyCBC Live所做的改进,这些改进定义了第三次观察运行期间的操作和性能。
2022-02-01 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Investigation of magnetic noise in Advanced Virgo
高级处女座(AdV)的灵敏度可能会受到环境噪声,特别是磁噪声(MN)的影响。为了显示对重力波应变信号h(t)和AdV灵敏度的影响,我们必须了解环境磁活动和应变之间的耦合。使用注入研究来研究环境噪声(由物理环境监测器(PEM)测量)与h(t)之间的关系,其中引入有意刺激并分析PEM传感器和仪器的响应。我们还提出了最突出的测量和结果,从环境MN的表征和缓解研究。结果表明,MN不影响AdV敏感性,直至BNS范围内的$\approx 100$ Mpc。
2019-08-29 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Magnetic coupling to the Advanced Virgo payloads and its impact on the low frequency sensitivity
我们研究了先进处女座(AdV)输入镜有效载荷(IMP)在慢时变磁场作用下的电磁耦合。由于问题是不适合解析解,我们采用并验证有限元(FE)分析方法。建立的有限元模型,尽可能忠实地代表真实的对象,它已被验证与实验测量比较。目的是估计有效载荷附近的感应电流和磁场。该程序发现了21种与测量结果兼容的等效电气配置。这些已被用于计算磁噪声对总AdV应变噪声的贡献。在目前的发展阶段,AdV似乎不受磁噪声的影响,但我们预见到一个不可忽略的耦合,一旦AdV达到设计灵敏度。
2018-10-23 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
End benches scattered light modeling and subtraction in Advanced Virgo
在2019年4月1日至2020年3月27日的第三次观测运行期间,先进的处女座端台是散射光噪声的重要来源。我们描述了如何在在线应变数据重建过程中使用辅助通道减去噪声。我们详细地模拟了散射光噪声耦合,并证明了可以实现进一步的噪声消减。我们还表明,拟合的模型参数可用于光学特征的干涉仪,特别是提供了一种新的方式建立一个绝对校准的检测器应变数据。
2021-02-18 astro-ph.IM physics.optics
A Realistic Projection for Constraining Neutron Star Equation of State with the LIGO-Virgo-KAGRA Detector Network in the A+ Era
本研究利用降阶求积技术对3,000个模拟双中子星并合信号进行参数估计,评估A+时代LIGO-Virgo-KAGRA网络对中子星状态方程的约束能力,发现潮汐形变估计存在质量依赖偏差并量化修正。
2025-01-20 astro-ph.IM gr-qc
Template bank for spinning compact binary mergers in the second observation run of Advanced LIGO and the first observation run of Advanced Virgo
我们描述了用于构建基于GstLAL的inspiral管道用于分析高级LIGO第二次观测运行和高级Virgo第一次观测运行数据的重力波形对齐自旋模板库的方法。该银行扩大了在第一次观测运行期间覆盖的参数空间,包括合并紧凑的二进制系统的总质量在2 $\mathrm{M}_{\odot}$和400 $\mathrm{M}_{\odot}$和质量比在1和97.988之间的覆盖范围。因此,目标系统包括合并中子星-中子星系统,中子星-黑洞双星,和黑洞-黑洞双星扩展到中等质量范围。小于2 $\mathrm{M}_{\odot}$的组件质量允许$\pm0.05$之间的(反)对齐自旋,而大于2 $\mathrm{M}_{\odot}$的组件质量允许$\pm0.999$之间的(反)对齐自旋。银行放置技术结合了随机方法与新的网格银行方法,以更好地隔离噪声模板,从而产生总共677,000个模板。
2021-04-09 astro-ph.IM
New binary black hole mergers in the second observing run of Advanced LIGO and Advanced Virgo
我们报告检测新的二元黑洞合并事件的公开数据从先进的LIGO和先进的处女座(O2)的第二次观测运行。合并是使用Venumadhav等人[Phys. Rev. D 100,023011(2019)]中描述的新搜索管道发现的,并且高于Abbott等人(LIGO Scientific和Virgo Collaborations)[Phys. Rev. X 9,031040(2019)]中定义的检测阈值。其中三个合并(GW 170121,GW 170304,GW 170727)推断可能是天体物理起源的$p_{\rm astro} > 0.98$。其余三个(GW 170425、GW 170202、GW 170403)不太确定,$p_{\rm astro}$的范围为0.5至0.8。新发现的合并在很大程度上共享以前报告的事件的统计特性,除了GW 170403,最不安全的事件,它具有高度负的有效自旋参数$χ_{\rm eff}$。最安全的新事件GW 170121($p_{\rm astro} > 0.99$)也值得注意,因为其推断的$χ_{\rm eff}$为负值,这与在~95.8%置信水平下为正值不一致。新的合并几乎是O2报告的引力波事件样本的两倍,并提供了探索宇宙中二元黑洞人口统计的实质性机会。检测到的事件数量并不令人惊讶,因为我们估计我们的管道的检测量可能比其他管道的检测量大两倍(估计中有很大的…
2020-04-24 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
An instrumented baffle for the Advanced Virgo Input Mode Cleaner End Mirror
本研究介绍了为Virgo干涉仪输入模式清洁器端镜设计的新型带仪器挡板,2021年安装后运行效果与模拟吻合,将用于O4观测并作为O5主镜挡板技术演示,详述了其设计、测试及性能。
2023-06-16 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Seeking Counterparts to Advanced LIGO/Virgo Transients with Swift
双星中子星(NS)合并是高级LIGO和高级Virgo最有希望的引力波发射天体物理源之一,预计将于2015年投入运行。找到这些信号的电磁对应物对于将它们置于天文学背景下至关重要。Swift卫星携带一个灵敏的X射线望远镜(XRT),可以在1-2小时内响应目标机会请求,因此独特地准备找到LIGO/Virgo触发器的X射线对应物。假设NS并合是短伽马射线暴(GRB)的前身,那么一定比例的LIGO/Virgo触发事件将伴随着X射线带余辉,其亮度在触发时间后一天的XRT波段中超过10^-12 erg/s/cm ^2。我们发现,这种通量的软X射线瞬态是足够明亮的是极其罕见的,因此可以自信地与即使是一个适度的本地化GW信号。我们研究了两种可能的搜索策略与Swift XRT在LIGO/Virgo错误框中找到明亮的瞬变。在第一种策略中,XRT可以在一天内通过观察~30个星系来搜索半径约为100 Mpc的空间,并具有足够的深度来观察预期的X射线余辉。对于扩展的LIGO/Virgo地平线距离,XRT可以在大约一天内使用100 s的曝光来覆盖约35平方度的区域,保持足够的灵敏度来成像GW发现的GRB余辉。这些策略表明,发现X射线波段对应的GW触发器将是可能的。
2012-09-11 astro-ph.HE astro-ph.IM
The first six months of the Advanced LIGO's and Advanced Virgo's third observing run with GRANDMA
全球快速高级网络致力于多信使成瘾者(GRANDMA)。该网络由21台望远镜组成,配有光度和光谱设施。它们通过专用的基础设施连接在一起。该网络的目的是协调对瞬变事件的大型天空位置估计的观测,以加强其后续行动,并减少初始探测和光学确认之间的延迟。GRANDMA计划主要关注引力波警报的后续工作,以在Advanced LIGO和Advanced Virgo探测器的第三次观测活动期间找到并探测电磁对应物。但它允许任何涉及中微子或伽马射线暴的瞬态警报的后续行动,即使空间定位很差。我们提出了不同的设施,工具和方法,我们开发了这个网络,并显示其效率使用的观测LIGO/室女座S190425 z,一个二进制中子星合并的候选人。我们还报告了在LIGO-Virgo观测活动的前六个月期间进行的所有GRANDMA后续观测,并且假设事件的位置由我们的望远镜成像,我们推导出对kilonova属性的约束。
2019-11-06 astro-ph.HE astro-ph.IM
Localization of short duration gravitational-wave transients with the early advanced LIGO and Virgo detectors
激光干涉引力波观测站和Virgo是先进的地面引力波探测器,将于2015年开始收集科学数据。随着第一次探测的预期,重要的是量化如何以及一般的引力波瞬变可以定位在天空中。这对于正确识别电磁对应物以及理解引力波物理和源群至关重要。我们提出了一个研究的天空定位能力的两个搜索和参数估计算法:\emph{coherent WaveBurst},一个约束的似然算法操作接近实时,和\emph{LALInferenceBurst},马尔可夫链蒙特卡罗参数估计算法开发恢复通用瞬态信号的延迟几个小时。此外,我们专注于先进探测器时代的前几年,当时我们预计只有两个(2015年)和三个(2016年)运行探测器,所有低于设计灵敏度。这些探测器配置可以产生显着不同的天空定位,我们量化的细节。正如预期的那样,我们观察到从两个检测器到三个检测器网络时,平均检测信号的定位有明显的改善。虽然定位取决于波形形态,但在2015年观察100 - 200度$^2$和2016年观察60 - 110度$^2$后,大约50%的检测信号将被成像,尽管波形知识可以将其减少到22度$^2$。这是第一次全面研究先进的LIGO和Virgo探测器早期网络的一般瞬态的天空定位能力,包括早期的LIGO只有两个探测器的配置。
2014-12-16 astro-ph.HE astro-ph.IM
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
Instrumental vetoes for transient gravitational-wave triggers using noise-coupling models: The bilinear-coupling veto
LIGO和Virgo最近完成了对引力波在其初始目标灵敏度上的搜索,很快Advanced LIGO和Advanced Virgo将开始具有更好能力的观测。在搜索短持续时间信号时,例如合并紧凑二元吸气或“突发”事件,噪声瞬变可能是有问题的。干涉引力波探测器是高度复杂的仪器,根据过去的经验,数据往往包含大量的噪声瞬变,不易与可能的引力波信号区分开来。为了对短持续时间的引力波信号执行灵敏的搜索,重要的是识别这些噪声伪影,并且“否决”它们。在这里,我们描述了这样一个否决权,双线性耦合否决权,它利用的干涉引力波探测器的输出应变通道的仪器噪声的耦合的经验模型。在该方法中,我们检查在表观信号时来自输出应变通道的数据是否与来自辅助通道的双线性组合的数据一致。我们讨论了最近的LIGO数据的否决权的应用程序的结果,其可能的效用时,使用先进的LIGO和先进的处女座的数据。
2014-05-27 astro-ph.IM gr-qc
Angular control noise in Advanced Virgo and implications for the Einstein Telescope
本文建立与实验吻合的Advanced Virgo角控制系统模型,复现角度—长度耦合,并表明其满功率运行也不受对准控制噪声限制,为评估ET低频灵敏度提供依据。
2024-03-04 astro-ph.IM physics.optics
Low Latency transient search of Gravitational Waves for the Advanced Detectors
第一次探测的可靠性是引力波界最感兴趣的挑战之一。为了增加探测的可信度,LIGO和Virgo合作已经开始在引力波探测器和其他天文仪器(如电磁或中微子探测器)之间进行同步观测。这可以从两个方向进行:搜寻电磁信息触发的引力波,或者将电磁望远镜指向引力波分析实时给出的天空位置。后一种情况的成功在很大程度上取决于引力波管道的分析速度,以分析数据并提取具有尽可能多信息的任何引力波候选。在本文中,我们讨论的情况下,相干Waveburst管道,在过去的科学LIGO-Virgo分析搜索的引力波瞬变的主要管道,报告的能力,使一个全天和所有时间的分析和分析速度性能。
2015-12-01 astro-ph.IM gr-qc
The Instrumented Baffle at the Input Mode Cleaner of Advanced Virgo Plus: Four years of Successful Operation as a Monitor of Stray Light
Institut de Física d’Altes Energies (IFAE), The Barcelona Institute of Science and Technology(高能物理研究所,巴塞罗那科学技术学院);Catalan Institution for Research and Advanced Studies (ICREA)(加泰罗尼亚研究与高级研究学院)
研究评估了先进维格 Plus 输入模式清洁器中仪器化挡板四年的性能,展示了其在监控腔内 stray 光和激光稳定性方面的有效性,且未对干涉仪正常运行造成干扰。
2026-10-12 astro-ph.IM physics.ins-det
Impacts of the external environment on the Virgo detector during the third Observing Run
地球物理噪声源(如风、海浪和地震)或人为噪声源(附近活动、道路交通等)撞击地基引力波干涉测量探测器,造成瞬态灵敏度恶化和数据采集的空白。在为期一年的第三次观测运行(O3:从2019年4月1日到2020年3月27日)期间,Virgo合作收集了一个大型数据集,该数据集已用于研究先进Virgo探测器对各种环境条件的响应。我们将环境参数与全球探测器性能相关联,例如观测范围(可以检测到给定GW源的有效距离),占空比和控制损失(全球工作点的损失,观测宇宙所需的仪器配置)。在可能的情况下,我们确定了检测器中的弱点,这些弱点将用于制定策略,以提高Virgo在下一个数据采集期O4(目前计划于2023年3月开始)对外部干扰的鲁棒性。所吸取的经验教训还可以为设计下一代地基干涉仪提供有益的见解。
2022-11-27 astro-ph.IM 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
TOROS Optical follow-up of the Advanced LIGO-VIRGO O2 second observational campaign
我们介绍了由TOROS合作进行的光学跟踪的结果,这些结果是在高级LIGO-Virgo第二次观测运行(2016年11月-2017年8月)期间检测到的引力波事件。由于我们的观测仪器的视场($\sim100\arcmin$)有限,我们的目标是从我们的站点观测到的高定位概率区域内的星系。我们使用差分成像分析观察结果,然后使用随机森林算法来区分真实和虚假的瞬态。对于我们响应的所有三个事件,除了GW 170817,我们没有发现任何真正的光学瞬变与观察到的引力波事件有可能联系。我们的观测是利用博斯克阿莱格雷天文台、托洛洛山美洲天文台和克里斯蒂娜·托雷斯博士纪念天文台的望远镜进行的。我们的研究结果是一致的LIGO-Virgo检测的一个二元黑洞合并(GW 170104),没有电磁对应物的预期,以及二元中子星合并(GW 170817)的光学瞬态被发现的预期。
2019-01-09 astro-ph.HE astro-ph.IM
Anomaly Detection in Gravitational Waves data using Convolutional AutoEncoders
到目前为止,由于LIGO-Virgo合作组织与高级LIGO和高级Virgo干涉仪的合作,已经宣布了50个引力波(GW)探测。信号的检测由于数据的噪声主导性质而变得复杂。GW检测过程中的传统方法需要在匹配滤波搜索的背景下精确了解GW波形,或者需要对来自多个检测器的数据进行一致分析。此外,分析容易受到称为毛刺的仪器或环境伪影的污染,这些伪影要么模仿天体物理信号,要么降低数据的整体质量。在本文中,我们提出了一种替代的通用方法研究GW数据的基础上检测异常。我们研究的异常是瞬态信号,不同于检测器的缓慢非平稳噪声。在手稿中提出的异常大多是基于GW发射的合并的二元黑洞系统。然而,所提出的异常研究不仅限于GW,还包括引力波开放科学中心提供的真实LIGO/Virgo数据集中发生的故障。
2021-12-29 astro-ph.IM gr-qc
Target-based Optimization of Advanced Gravitational-Wave Detector Network Operations
我们介绍了两个新的时间依赖性的优点先进的引力波(GW)探测器网络操作的在线和离线优化的数字(i)检测连续信号从已知的源位置和(ii)检测GW的中子星二元聚结从已知的本地星系,从而具有最高的潜在电磁对应检测。对于这些科学目标中的每一个,我们描述了一个$N$ -检测器网络,以及它的所有$(N-1)$ -检测器子网络,以识别子网络和单个检测器(关键贡献者),这些检测器对实现科学目标贡献最大。我们的研究结果表明,aLIGO-Hanford预计将成为2017年在LIGO和Virgo探测器网络中探测蟹状星云脉冲星GW的关键贡献者。对于同一时间段和同一网络,两个LIGO探测器都是探测船帆座脉冲星GWs的关键贡献者,也是探测10个高兴趣恒星信号的关键贡献者。从银河系中心探测连续GW的关键贡献者只能在每个恒星日内的有限时间间隔内识别,无论是2017年的LIGO和Virgo探测器的3探测器网络,还是2019-2020年的LIGO,Virgo和KAGRA探测器的4探测器网络。LIGO-Virgo探测器相对于目标(ii)的表征确定了两个LIGO探测器作为关键贡献者。此外,对于所有的分析,我们确定一天内的时间段,锁定损失或预定的服务操作可能会导致最少量的信噪比或瞬态检测概率损失的检测器网络。
2017-02-28 astro-ph.IM
Fast localization of coalescing binaries with a heterogeneous network of advanced gravitational wave detectors
我们提出了预期的性能,关于快速的天空定位的合并二进制与网络的三个引力波探测器具有异质性的灵敏度,如LIGO-Virgo网络。为了有效利用来自最不敏感的探测器的信息,可以使用分层方法。在该方法中,在两个更灵敏的检测器中同时看到的事件的存在触发在具有较低的信噪比(SNR)阈值的第三个较不灵敏的检测器的数据中的集中搜索。我们调查的天空定位,可以预期在这样的方法,使用模拟数据和信号的好处。我们发现,作为处女座的灵敏度接近LIGO灵敏度的三分之一,定位的准确性和精度可以提高约3倍时,处女座的数据进行搜索的SNR阈值约3.5。
2019-05-07 astro-ph.HE astro-ph.IM
Calibration of Advanced Virgo and Reconstruction of the Gravitational Wave Signal h(t) during the Observing Run O2
2017年8月,Advanced Virgo加入了Advanced LIGO,以结束O2运行,导致三探测器网络的首次引力波探测。本文介绍了O2期间的高级Virgo刻度和引力波应变h(t)重建。方法是相同的初始处女座探测器开发的,并已在以前的出版物中描述,本文总结了差异和重点放在估计系统的不确定性。计算了Virgo O2运行的三个版本的h(t)信号,一个在线版本和两个运行后再处理版本(采用改进的检测器校准和重建算法)。光子校准器已被用来建立的符号h(t),并作出独立的系统不确定性的部分交叉检查。最新的h(t)版本的不确定度在幅度上为5.1%,在相位上为40 mrad,在定时上为20微秒。
2018-09-03 astro-ph.IM gr-qc
Gravitational Wave Detection by Interferometry (Ground and Space)
近年来,引力波探测器的研制取得了重大进展。诸如合并的致密双星系统、低质量X射线双星中的中子星、恒星坍缩和双星等源都是可能的探测对象。最有希望的引力波探测器设计是使用相距很远的测试质量,并将其作为悬挂物自由悬挂在地球上或太空中的无阻力飞行器中。本综述的主要主题是讨论在世界各地运行的各种长基线系统中使用的机械和光学原理- LIGO(美国)、Virgo(意大利/法国)、TAMA 300和LCGT(日本)以及GEO 600(德国/英国)。- 在LISA中,提出了一种星载干涉仪。除了强调迄今为止取得的天体物理学成果外,还将讨论对目前这一代地面探测器最近进行的科学研究的审查。展望未来,LIGO(Advanced LIGO)、Virgo(Advanced Virgo)、LCGT和GEO 600(GEO-HF)的重大升级将在未来几年内完成,这将创建一个探测器网络,其探测引力波所需的灵敏度将大幅提高。除此之外,还将讨论未来可能的“第三代”引力波探测器的概念和设计,如爱因斯坦望远镜(ET)。
2011-07-25 astro-ph.IM gr-qc
New binary black hole mergers in the LIGO-Virgo O3b data
通过使用自旋对齐四极矩波形搜索流水线分析LIGO-Virgo O3b公开数据,新探测到6个双黑洞并合候选信号,并确认了17个已知信号,这些事件多位于黑洞质量间隙,有助于推断黑洞质量与自旋分布。
2025-01-30 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Applying deep neural networks to the detection and space parameter estimation of compact binary coalescence with a network of gravitational wave detectors
在本文中,我们研究了深度学习的应用,先进的LIGO和先进的处女座符合检测引力波(GW)从紧凑的双星合并。这种深度学习方法是George和Huerta(2017)用于网络检测器多输入的深度过滤方法的扩展。分析了先进LIGO和先进Virgo探测器的模拟重合时间序列数据,用于估算源光度、距离和天空位置。作为分类器,我们的深度神经网络(DNN)在网络检测器的最佳信噪比(SNR)为$\geq$ 9.作为一个预报器,它还可以有效地估计相应的源空间参数,包括光度距离$D$,赤经$α$,和December $δ$的紧凑双星合并。当信噪比大于8时,网络检测器的相对误差均小于23%。我们的研究结果表明,深度滤波可以处理一致的GW时间序列输入,并执行有效的分类和多个空间参数估计。此外,我们比较了从一个,两个和三个网络检测器获得的结果,这些结果表明,更多的网络检测器的结果在一个更好的源位置。
2019-02-19 astro-ph.IM gr-qc
Calibrating gravitational-wave detectors with GW170817
用广义相对论预言了致密双星合并的波形。因此,可以通过分析作为频率的函数的信号的观测到的幅度和相位演变来直接约束引力波(GW)检测器的响应。GW信号单独约束同一检测器内的不同频率之间以及不同检测器之间的相对幅度和相位。我们分析了GW 170817的校准LIGO/Virgo探测器的能力,发现LIGO Hanford和Livingston探测器之间的相对幅度校准精度约为$\pm20\%$,相对相位精度为$\pm15^\circ$(1- $σ$不确定度)。从电磁观测中获得关于源的距离和倾角的额外信息,LIGO探测器的相对振幅可以收紧到$\sim\pm15\%$。我们调查未来事件的能力,以提高天文校准。通过模拟探测集合的累积不确定性,我们发现,如果有几百个事件与电磁对应物,或者几千个事件没有对应物,我们就达到了100级天文校准。这相当于在先进的LIGO和Virgo设计灵敏度下运行$\sim$ 5-10年。需要强调的是,探测器校准的直接{ \em原位}测量提供了比天文源高得多的精度,并且已经将校准限制在幅度的几个百分比和相位的几度。从这个意义上说,我们的天文校准器只能证实现有的校准测量。尽管如此,天体物理校准可能成为现有校准方法的重要确证,提供了一个完全独立的潜在系统学约束。
2019-02-21 astro-ph.IM gr-qc
Localization of gravitational wave sources with networks of advanced detectors
与引力波探测器和其他天文仪器的重合观测是LIGO、Virgo和GEO探测器网络实验的重点。随着下一代先进探测器的上线,它们将成为未来GW天文学的必要组成部分。这种联合观测的成功直接取决于GW探测器的源定位能力。在本文中,我们目前的研究与未来先进的探测器网络的瞬态源的天空定位,并描述其基本属性。通过重建天空坐标的ad hoc信号注入到模拟探测器噪声,我们研究了源定位的准确性和依赖于注入信号的强度,波形和网络配置。
2011-01-27 astro-ph.IM gr-qc
Advanced Gain Calibration Techniques in Radio Interferometry
在本讲座中,我们将介绍一些先进的增益校准技术。特别地,自校准是在所有波长下的干涉成像中的重要工具。它允许观测者确定并消除正常校准后数据中残留的残余相位和幅度误差,同时产生目标源的更准确和更灵敏的图像。我们描述了自校准的基本技术,并试图消除一些常见的误解。我们继续给出了一系列有用的提示,并提供了连续,谱线,和马赛克自校准的例子,使用ALMA数据。我们还讨论了快速切换和辐射相位校正以及先进的相位传递技术,可以成为有利的,甚至是必要的,在高频率的密度足够明亮的相位校准变得稀疏。
2018-05-14 astro-ph.IM
Multimessenger Astronomy
结合引力辐射的多信使天文学是一个新的和令人兴奋的领域,在不久的将来可能会提供重要的结果和令人兴奋的挑战。借助先进的干涉引力波探测器(LCGT,LIGO,Virgo),我们将有机会调查引力波的来源,这些引力波也有望通过其他信使(如电磁(伽马射线,X射线,光学,无线电)和/或中微子发射)进行观察。LIGO-Virgo干涉仪网络已经被用于多信使搜索引力辐射,从而产生了对宇宙事件的见解。同时观测到的电磁和/或中微子发射可能是首次直接探测引力辐射的重要证据。事件时间,源天空位置和信号的预期频率范围的知识增强了我们搜索幅度更接近探测器噪声基底的引力辐射特征的能力。这里介绍的是LIGO-Virgo多信使探测工作的现状的总结,以及使用先进或第三代引力波探测器网络的数据可能解决的问题的讨论。
2011-05-30 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
PyCBC Live Search for Compact Binary Mergers in Advanced LIGO and Virgo's Fourth Observing Run
University of Maryland, College Park(马里兰大学帕克分校);Institute for Cosmology and Gravitation, University of Portsmouth(朴茨茅斯宇宙学与引力研究所,朴茨茅斯大学);Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab(巴黎-萨克雷大学,法国国家科学研究中心/欧洲核子研究学院,IJCLab);Instituto Galego de Física de Altas Enerxías, Universidade de Santiago de Compostela(加利西亚高能物理研究所,圣地亚哥-德孔波斯特拉大学)
本文改进了 PyCBC Live 低延迟搜索管道,用于 LIGO-Virgo-KAGRA 第四次观测运行(O4),通过增强排名统计量、优化信噪比恢复和实现预警搜索,将灵敏度提高 1.7-2.3 倍,并实现 2.5-3.5 秒延迟的并合前预警。
2026-06-04 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Searches After Gravitational-waves Using ARizona Observatories (SAGUARO): System Overview and First Results from Advanced LIGO/Virgo's Third Observing Run
我们提出了使用亚利桑那州天文台(SAGUARO)的引力波后的研究,这是一项全面的努力,致力于发现和表征引力波(GW)事件的光学对应物。SAGUARO使用的地面设施直径从1.5米到10米不等,主要位于北半球。我们概述了SAGUARO的望远镜资源、瞬态检测管道以及候选可视化数据库。我们描述SAGUARO的发现组件,它利用$5$ ~deg $^2$视野光学成像仪的山。莱蒙1.5米望远镜,达到$\approx 21.3$ ~AB等的极限,同时快速平铺大面积。我们还描述了后续组成部分的SAGUARO,用于快速审查和监测的光学候选人。随着Advanced LIGO/Virgo的第三次观测运行的开始,我们展示了GW事件S190408 an,S190425 z和S190426 c之后的前三次SAGUARO搜索的结果,这是SAGUARO的一个有价值的概念验证。我们分别在初始GW警报后17.6、1.4和41.8小时触发并搜索了15、60和60度$^{2}$。我们覆盖了GW事件定位内总概率的7.8%、3.0%和5.1%,分别达到19.8、21.3和20.8 AB mag的3个$σ$限值。虽然没有发现与这些事件相关的可行对应物,但我们恢复了6个已知的瞬变,并排除了5个潜在的候选者。我们还介绍了PS19 eq/SN 2019 ebq的大双筒望远镜光谱,这是一个很有前途的kilonova候选者,后来被确定为超…
2019-07-17 astro-ph.HE astro-ph.IM
Review of the Advanced LIGO gravitational wave observatories leading to observing run four
来自双黑洞和中子星合并的引力波正被定期探测到。截至2021年,LIGO和Virgo探测器已经进行了90次有把握的引力波探测。目前正在进行工作,以进一步提高第四次观测运行的探测器的灵敏度,包括安装一些A+升级,旨在降低限制引力波灵敏度的基本噪声。在这篇综述中,我们将概述LIGO探测器的工作原理,包括它们的光学配置和锁定获取过程,讨论探测器的基本和技术噪声限制,并与当前测量的灵敏度进行比较,并回顾目前正在安装在探测器中的A+升级。
2022-02-02 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Status of advanced ground-based laser interferometers for gravitational-wave detection
用于引力波探测的地基激光干涉仪于20年前首次建造,截至2010年,已完成了在初始设计灵敏度下收集数年科学数据的工作。初始探测器的升级以及全新探测器的建设正在进行中,并采用先进技术以提高对全球Ws的灵敏度。本会议记录概述了地基激光干涉GW探测器的常见设计特征,并为全球四个引力波探测器(Advanced LIGO、Advanced Virgo、GEO600和KAGRA)的状态更新建立了背景。
2014-11-22 astro-ph.IM physics.ins-det
New binary black hole mergers in the LIGO--Virgo O3a data
我们报告了在先进LIGO和先进Virgo第三次观测运行(O3a)的上半年公开发布的数据中发现的10个新的二元黑洞(BBH)合并。我们使用更新版本的IAS搜索管道确定候选人,并编译通过天体物理概率显著性阈值大于0.5的信号目录(遵循GWTC-2.1和3-OGC目录)。更新后的IAS管道对参数空间的较大区域敏感,应用模板先验,该模板先验将不同的搜索量作为内部参数的函数,并使用改进的相干检测统计,该统计最佳地组合了来自Hanford和Livingston检测器的数据。在这十个新事件中,我们观察到有趣的天体物理场景,包括在正负方向上具有自信的大有效自旋参数的源,由于(脉动)对不稳定性而难以在恒星坍缩模型中形成的高质量黑洞,以及弥合中子星和最轻观测到的黑洞之间差距的低质量合并。我们推断的源参数在上,下黑洞质量差距的极端和接近统一的质量比,和一个可能的中子星-黑洞合并是很好地本地化的电磁对应搜索。我们检测到所有的GWTC-2.1 BBH合并与一致的数据在汉福德和利文斯顿,除了三个响亮的事件,得到否决,这是兼容的假阳性率,我们的否决程序,和三个低于检测阈值。我们还恢复了事件GW190909_114149的重要性,该事件在GWTC-2中首次出现后被降低为亚阈值触发。这相当于我们的管道搜索一致的汉福德-利文斯顿O3a数据检测到的总共42个BBH合并。
2023-01-05 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Classification methods for noise transients in advanced gravitational-wave detectors
非天体物理学来源的噪声将污染高级激光干涉仪引力波天文台和高级室女座引力波探测器采集的科学数据。仪器和环境噪声瞬变的及时表征对于提高先进探测器在即将到来的科学运行中的灵敏度至关重要。在最初的引力波探测器的科学运行期间,通过目视检查每个事件的时频扫描来手动分类噪声瞬变。在这里,我们提出了三个新的算法设计的自动分类的噪声瞬态先进的检测器。其中两个算法是基于主成分分析。它们是瞬态主成分分析(PCAT)和LALInference Burst(LIB)的适应。第三种算法是一种称为小波检测滤波器(WDF)的事件发生器和机器学习分类技术的组合。我们测试这些算法的模拟数据集,我们展示了他们的能力,自动分类的频率,信噪比和波形形态的瞬态。
2015-08-13 astro-ph.IM
Supplement: Going the Distance: Mapping Host Galaxies of LIGO and Virgo Sources in Three Dimensions Using Local Cosmography and Targeted Follow-up
这是对Singer等人的信(https://arxiv.org/abs/1603.07333)的补充,在信中,我们展示了一种快速算法,用于从高级LIGO和Virgo观测的二元中子星合并中获得天空位置和光度距离的联合3D估计。我们认为,结合重建的体积与位置和红移的可能的宿主星系可以提供大口径,但小视场的仪器与一个可管理的目标列表,以搜索光学或红外发射。在本补充文件中,我们记录了新的基于HEALPix的文件格式,用于引力波瞬变的3D本地化。我们包括Python示例代码,向读者展示如何执行3D天空图的简单操作,并提取可能的宿主星系的排名列表。最后,我们包括快速体积重建算法的数学细节。
2016-09-22 astro-ph.HE astro-ph.IM