First all-sky upper limits from LIGO on the strength of periodic gravitational waves using the Hough transform
我们执行一个宽的参数空间搜索连续的引力波在整个天空和在一个大的范围内的值的频率和第一自旋参数。我们的搜索方法是基于霍夫变换，这是一个半相干的，计算效率高，鲁棒的模式识别技术。我们将这种技术应用于LIGO探测器第二次科学运行的数据，我们的最终结果是在200- $400 $ Hz范围内的一组窄频带上由未知孤立的自旋中子星发射的引力波强度的全天上限。在这个频率范围内，我们得到的引力波应变振幅的最佳上限是$4.43\times 10^{-23}$。
2005-08-16 gr-qc
Data analysis of gravitational-wave signals from spinning neutron stars. IV. An all-sky search
我们开发了一套数据分析工具，用于对连续引力波信号进行现实的全天搜索。我们提出的方法适用于目前正在运行的谐振棒探测器和激光干涉探测器的建设和调试的最后阶段的数据。我们表明，与我们的技术，我们将能够执行一个全天2天长的相干搜索的窄带数据从共振棒EXPLORER没有损失的信号与无量纲振幅大于$2.8\times10^{-23}$。
2000-12-29 gr-qc
Sky localization of space-based gravitational wave detectors
定位引力波源的天空位置是引力波观测的一个关键科学目标。利用Fisher信息矩阵近似方法，计算了LISA和天琴两个计划中的天基引力波探测器的角分辨率，考察了探测器的结构特性，如探测器平面的方位变化、日心或地心运动以及臂长等对源定位精度的影响。研究发现，由于天琴探测器平面方位的年变化而产生的振幅调制有助于LISA获得更高的天空定位精度和更好的天空覆盖，即使天琴探测器平面方位固定，其对天琴的影响也可以忽略不计。在30mHz以上的频率范围内，天琴的天空定位能力优于LISA。此外，我们探索潜在的空间探测器网络的快速和准确的定位的引力波源。LISA-TianQin网络对1 - 100 mHz范围内的源具有较好的天空定位能力，其角分辨率比单个探测器具有更大的天空覆盖范围。
2021-05-04 astro-ph.IM 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
The Transient Gravitational-Wave Sky
干涉测量探测器将很快为我们提供一个前所未有的引力波天空的视图，特别是爆炸和短暂的宇宙。现在是时候挑战我们对来自灾难事件的短持续时间引力波特征的理论理解，它们与更传统的电磁和粒子天体物理学的联系，以及使观测成为现实的数据分析技术。本文总结了最先进的，未来的科学机会，并在理解引力波瞬变的当前挑战。
2013-05-03 astro-ph.CO 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
Bias-free parameter estimation depending on sky region for targeted gravitational wave
引力波（GW）的探测涉及到使用GW望远镜网络来观测一个大的天空区域。然而，由于GW望远镜的布置，即使使用aLIGO-aVirgo-KAGRA网络，由于逆算子的不适定性质，参数估计精度也会根据GW源的天空区域而恶化。本文提出了一种基于正则化的方法来提高参数估计精度。虽然传统的正则化方法不能完全优化所有的调节器参数，所提出的方法档案充分优化应用后验参数选择规则，以确定调节器参数。结果表明，该方法可以有效地缩小在重力波振幅参数精度下降的情况下，倾角-光距和偏振-初相位的可信区域。所提出的方法抑制了系统误差的GW取决于天空区域，并允许我们调查的宇宙学信息更精确。
2018-03-31 gr-qc
Degeneracies in Sky Localisation Determination from a Spinning Coalescing Binary through Gravitational Wave Observations: a Markov-Chain Monte-Carlo Analysis for two Detectors
来自致密双星（黑洞和中子星）的引力波信号是地基引力波干涉仪（LIGO、Virgo和GEO-600）正在进行的搜索的主要目标。我们提出了参数估计模拟黑洞-中子星双星的吸气马尔可夫链蒙特卡罗方法。作为一个具体的例子，这些方法的力量，我们认为在天空中的源定位和分析时，只有两个探测器的数据在它的简并。我们专注于黑洞自旋对局部化估计的影响。我们还报告了一个比较马尔可夫链蒙特卡罗分析与两个不同的波形家庭，在1.5和3.5后牛顿秩序。
2009-04-02 astro-ph.CO gr-qc physics.data-an
Full-sky Gravitational Lensing Simulation for Large-area Galaxy Surveys and Cosmic Microwave Background Experiments
我们提出了108个全天引力透镜模拟数据集，通过高分辨率宇宙学$N$体模拟进行多透镜平面射线追踪。这些数据集包括以$150 \, h^{-1}{\rm Mpc}$共动径向距离（对应于附近宇宙的红移间隔$Δz \simeq 0.05$）从$z=0.05$到$5.3$的红移的全天空会聚和剪切图，使得能够为直到$z=5.3$的任意源分布构建模拟剪切目录。暗物质晕是从相同的$N$ -体模拟中确定的，具有足够的质量分辨率来分辨斯隆数字巡天（SDSS）CMASS和发光红星系（LRGs）的宿主晕。角位置和红移的光环提供了一个射线跟踪计算，使模拟晕目录的创建用于星系和星系团的星系透镜。模拟还产生了引力透镜偏转源红移在最后的散射表面的地图，我们提供了108个实现的透镜宇宙微波背景（CMB）的地图，其中包括后玻恩校正引起的多次光散射。我们提出的模拟数据的基本统计，包括宇宙剪切的角功率谱，CMB温度和偏振各向异性，星系-星系透镜晕信号，以及它们的协方差。宇宙剪切和CMB各向异性的角功率谱与$5\%$内直到$\ell = 3000$（或在角标度$θ> 0.5$ arcsin）的理论预测一致。模拟数据集主要是为正在进行的斯巴鲁Hyper Suprime-Cam调查生成的，但可在http://cosmo.phys.hirosaki-u.ac.jp/takahasi/allsky_raytracing免费下载。
2017-11-24 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational lensing as folds in the sky
我们用一种新的可视化技术重新研究了引力透镜现象。它包括将观察者的天空投射到源平面，这产生了一个折叠和拉伸的表面。这提供了一个清晰的图形工具来可视化一些有趣的众所周知的效果，如源的多个图像的发展，焦散曲线的结构，图像的奇偶性及其放大率作为源位置的函数。
1999-11-18 astro-ph gr-qc
Banks of templates for directed and all-sky narrow-band searches of continuous gravitational waves from spinning neutron stars with several spindowns
本文构建了适用于孤立自旋中子星连续引力波搜索的高效模板库，支持含多个自转减慢参数的窄带搜索，并兼容全天与定向搜索，利用快速傅里叶变换和高效重采样提升计算效率。
2023-10-17 gr-qc
Using overlap of sky localization probability maps for filtering potentially lensed pairs of gravitational-wave signals
本文提出利用天空定位概率图的重叠性快速过滤可能的引力波信号透镜事件，通过三种统计量在不同信噪比下验证其有效性，实现高效过滤非透镜事件。
2025-12-13 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
A fully-coherent all-sky search for gravitational-waves from compact binary coalescences
本文介绍了一种全相干的方法来寻找黑洞和中子星双星合并产生的引力波信号。这将先前开发并用于有针对性的引力波搜索的相干分析扩展到全天、全天搜索。我们将搜索应用于LIGO探测器第五次科学运行期间采集的一个月的数据。我们证明，与巧合搜索相比，灵敏度提高了25%，这与预期相称。最后，我们讨论了在先进的引力波探测器数据中实施和运行对来自双星合并的引力波信号的相干搜索的前景。
2015-09-11 astro-ph.HE gr-qc
Stochastic gravitational waves from spin-3/2 fields -- Hunting SUSY in the sky
在预热过程中，当产生具有各向异性应力张量的非平衡粒子时，可以产生随机引力波。我们讨论的情况下，这些粒子携带自旋3/2。我们计算了由横向和纵向分量产生的引力波的频谱。我们发现一个不同的标度的光谱附近的峰值和纵向分量导致增强相比，自旋1/2费米子与汤川耦合。我们注意到，正如预期的那样，相应的典型频率对于当前的观测来说太高，未来需要超高频引力波探测器。
2019-09-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
All-sky upper limit for gravitational radiation from spinning neutron stars
本文介绍了在EXPLORER共振棒探测器的数据中对自旋中子星引力波信号进行全天搜索的结果。我们的数据分析技术是基于极大似然检测方法。我们简要描述了我们在搜索中使用的理论方法。分析的主要结果是，在921.00 ~ 921.76 Hz窄频带内，来自天空任何方向的连续引力波信号的无量纲振幅的上限为${\bf 2\times10^{-23}}$。
2003-04-30 gr-qc
Rapid and reliable sky localization of gravitational wave sources
LIGO首次探测到两个致密天体合并产生的引力波，引发了人们对探测这些剧烈事件的电磁对应物的新兴趣。对于涉及中子星的合并，人们认为伽马射线和x射线的高能发射将在几天到几周后被可见光、红外线和无线电的余辉所跟随。利用来自引力波探测器网络的数据进行快速天空定位对于最大限度地提高联合探测的机会至关重要。在这里，我描述了一种新的技术，能够产生准确的，完全贝叶斯天图在几秒钟或更少。该技术可以应用于自旋旋进紧凑的binaries，并可以考虑到探测器校准和光谱估计的不确定性。
2016-06-03 astro-ph.HE gr-qc
Pi from the sky -- A null test of general relativity from a population of gravitational wave observations
我们对观测到的引力波（GW）的理解来自于将数据与描述广义相对论（GR）的已知信号模型相匹配。这些模型以后牛顿形式表示，包含数学常数$π$。允许$π$变化，从而使一个强大的，通用的和generalisable零测试GR。从人口22 GW的观测，我们做了天体物理测量$π=3.115^{+0.048}_{-0.088}$，并首选GR作为正确的重力理论与贝叶斯因子为321。我们发现变量$π$测试对模拟超越GR效应的稳健性。
2020-05-11 gr-qc
Probing anisotropies of gravitational-wave backgroundswith a space-based interferometer II: Perturbative reconstruction of a low-frequency skymap
提出了一种利用微扰重建天基干涉仪观测到的引力波背景的方法。在GWB中存在各向异性的情况下，由于引力波探测器的非平稳性，所观测到的GWB的互相关信号固有地是时间相关的。由于互相关信号是通过与引力波探测器的天线方向图函数卷积的主信号的全天积分获得的，所以互相关信号的非平稳性以及天线方向图函数的全部知识可以用于重建GWB的强度图。在这里，我们给出了两个简单的方法来重建的天空地图的GWB的基础上的扰动展开在低频制度。第一个是基于谐波傅立叶表示的数据流和第二个是基于“直接”的时间序列数据。后一种方法使我们能够以直接的方式创建天空图。以计划中的空间干涉仪LISA观测到的银河系引力波背景为例，演示了重建技术。虽然低频天图的角分辨率相当有限，但本文提出的方法将有助于区分银河系起源的GWB与河外和/或宇宙起源的GWB。
2005-11-07 astro-ph gr-qc
First all-sky search for continuous gravitational-wave signals from unknown neutron stars in binary systems using Advanced LIGO data
旋转的中子星可以发出连续的引力波，目前还没有探测到。本文研究了轨道周期为15 ~ 45天的未知中子星双星系统中的连续引力波。这是先进的LIGO数据和最近开发的BinarySkyHough管道首次用于这种搜索。没有探测到的报告，并计算上限的引力波振幅，这改善了以前的结果的17倍。
2020-01-23 astro-ph.IM gr-qc
Matching of the continuous gravitational wave in an all sky search
研究了在全天搜索中连续引力波（CGW）信号与地基激光干涉探测器的匹配问题。我们认为源位置是信号流形的参数，模板对应于不同的源位置。已经发现，来自天空中在它们的同纬度和经度上相差$π$弧度的位置的信号的匹配随着源频率而降低。对影响对称性的其他参数也作了分析。我们观察到，它可能是不相关的照顾的对称性在天空中的位置，从LIGO-I，GEO 600和TAMA探测器的输出CGW的搜索。
2003-03-24 astro-ph gr-qc
Improved all-sky search method for continuous gravitational waves from unknown neutron stars in binary systems
本文提出一种针对双星系统中未知中子星连续引力波的改进型全天搜索方法 BinarySkyHou$\mathcal{F}$，相比先前方法具有更高灵敏度和计算效率，有助于实现更广泛灵敏的搜索。
2022-08-05 gr-qc
Skyrmions from gravitational instantons
我们从引力瞬子自旋联系的完整性出发，提出了一种Skyrme场的构造方法。对Atiyah-Hitchin和Taub-NUT瞬子进行了计算。由Taub-NUT得到的skyrmion在整个等距群内的左平移轨道空间上被明确地给出。Taub-NUT skyrmion的域是Poincare圆盘上的平凡圆丛。Skyrmion的位置取决于Taub-NUT质量参数，其拓扑荷等于2。
2012-11-30 gr-qc hep-th math-ph
Imprints of the Standard Model in the Sky: Gravitational Waves from the decay of the Higgs after inflation
标准模型（SM）希格斯粒子的存在意味着在暴胀结束后不久，希格斯粒子的衰变产物会产生引力波（GW）背景。理论上，SM的所有Yukawa和$SU(2)_L$规范耦合都是GW谱的特征。在实践中，来自最强耦合物种的信号占主导地位，使得其他物种的信息不可访问。如果被探测到，这种背景可以用于测量高能粒子物理学的性质，包括超越SM。为了实现这一目标，需要新的高频GW检测技术，超越目前计划的检测器。
2014-02-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
NNETFIX: An artificial neural network-based denoising engine for gravitational-wave signals
引力波探测器中的仪器和环境瞬态噪声突发或毛刺可能会对天空定位和引力波信号的参数估计产生不利影响，从而损害天体物理观测。探测器数据的去噪在低延迟操作期间尤其相关，因为候选探测的电磁跟踪需要准确、快速的天空定位和天体物理源的推断。NNETFIX是一种基于机器学习的算法，旨在消除与瞬态引力波信号一致检测到的毛刺。NNETFIX使用人工神经网络来估计由于故障的存在而丢失的数据部分，这允许重新计算天体物理信号的天空定位。去噪数据的天空定位可以比从原始数据或通过移除受毛刺影响的数据部分获得的天空定位显著更准确。我们测试NNETFIX在模拟场景中的二进制黑洞合并信号，并讨论其在未来的低延迟LIGO-Virgo-KAGRA搜索使用的潜力。在大多数情况下，对于具有高信噪比的信号，我们发现用去噪数据和原始数据获得的天空图的重叠优于用原始数据和去除毛刺的数据获得的天空图的重叠。
2021-01-12 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Swift sky localization of gravitational waves using deep learning seeded importance sampling
Radboud University Nijmegen（奈梅亨拉德堡德大学）；Université de Liège（列日大学）；Nikhef（荷兰国家亚原子物理研究所）；Utrecht University（乌得勒支大学）
对引力波的天空起源进行快速、高精度和可靠的推断将使实时多信使天文学成为可能。当前的贝叶斯推断方法虽然高度准确和可靠，但速度很慢。深度学习模型已经证明自己对于引力波的推理任务是准确和非常快的，但由于神经网络的黑箱性质，它们的输出本质上是有问题的。在这项工作中，我们通过对多头卷积神经网络生成的近似后验应用重要性采样，将贝叶斯推断和深度学习结合起来。神经网络参数化Von Mises-Fisher和高斯分布的天空坐标和两个质量给定的模拟引力波注入LIGO和Virgo探测器。我们生成的天空图，看不见的引力波事件，高度相似的预测产生的贝叶斯推断在几分钟内。此外，我们还可以从神经网络中检测到糟糕的预测，并快速标记它们。
2021-11-01 astro-ph.IM cs.LG gr-qc
Coherently combining short data segments for all-sky semi-coherent continuous gravitational wave searches
我们提出了一种方法，相干结合短数据段从引力波探测器，以提高半相干搜索连续引力波的灵敏度。对来自未知源的连续引力波的全天搜索在计算上是有限的。半相干方法通过将整个观测时间跨度划分为要相干分析的短段，然后非相干地组合在一起来降低计算成本。半相干分析，试图提高灵敏度的相干组合数据从多个探测器面临着计算的挑战，占信号参数的不确定性。在本文中，我们提出了一种使用求和傅立叶变换系数来应对这一挑战的技术。应用这种技术的一个全天搜索算法称为TwoSpect，我们确认，全天空，半相干搜索的灵敏度可以提高相干结合的短数据段。然而，对于未对准的检测器，这种改进需要仔细注意时，边缘化未知的偏振参数。此外，对于高信号频率和相距很远的探测器，由于地球自转，必须小心校正探测器速度差。
2015-10-23 astro-ph.IM gr-qc
Lattice template placement for coherent all-sky searches for gravitational-wave pulsars
对引力波星的全天空、宽带、相干搜索受到有限计算资源的限制。最小化覆盖天空位置和频率演变的搜索参数空间所需的模板的数量是减少搜索的计算成本的一个重要方式。我们展示了一种实用的算法，该算法首次使用Wette和Prix [Phys. Rev. D 88，123005（2013）]的简化超天空参数空间度量，以最小数量的模板进行全天空搜索来实现模板放置。该度量在信号参数中规定了恒定的模板密度，这允许将模板放置在网格的顶点处。我们演示了如何确保参数空间的完全覆盖，特别是在其边界。由算法生成的模板的数量与理论估计值以及Brady等人[Phys. Rev. D 57，2101（1998）]的先前预测值进行比较。该算法可以应用于具有恒定模板密度的任何搜索参数空间，其包括半相干搜索和针对已知低质量X射线二进制的搜索。
2014-12-22 gr-qc
Empirically extending the range of validity of parameter-space metrics for all-sky searches for gravitational-wave pulsars
由于计算资源有限，对引力波天体的全天搜索通常在灵敏度上受到限制。半相干搜索是在给定固定计算预算的情况下最大化搜索灵敏度的常用方法。Wette和Prix [Phys.Rev.D88，123005（2013）]和Wette [Phys.Rev.D92，082003（2015）]的工作开发了一种半相干搜索方法，该方法使用度量来构建搜索感兴趣的参数空间所需的脉冲星信号模板库。在这项工作中，我们扩展的有效性的参数空间度量的范围内使用的分辨率（或不匹配）的模板银行和整体搜索的不匹配之间的关系的衍生。这项工作具有重要的影响，在固定的计算成本的优化度量为基础的半相干搜索。
2016-12-02 gr-qc
Banks of templates for all-sky narrow-band searches of gravitational waves from spinning neutron stars
我们构建了有效的银行的模板，适用于几乎单色的引力波起源于我们的银河系中的旋转中子星的干涉探测器收集的数据的全天窄带搜索。我们考虑包含一个自旋参数的波，我们假设引力波源在天空中的位置和波的频率以及自旋参数都是未知的。在构造中，我们采用简化的信号模型，具有恒定的幅度和相位，这是一个未知参数的线性函数。我们的模板银行使快速傅立叶变换算法的使用中的最大似然$\mathcal{F}$ -统计定义银行的网格的节点的计算，并满足额外的约束需要重新采样的数据，以重心时间有效。所有这些模板库特征都被用于最近全天空$\mathcal{F}$ --在Virgo VSR 1数据中对连续引力波的基于天文学的搜索[J.Aasi等人，经典量子引力31，165014（2014）]。在这里，我们通过构建适合于较大范围的搜索参数和较小厚度的搜索参数的某些值的模板来改进该模板库。我们的一个模板库的厚度比Virgo VSR 1数据的全天空搜索中使用的模板库的厚度小12%，并且仅比覆盖$A_4^\star$的4维最佳晶格的厚度大4%。
2015-08-07 gr-qc
Utilizing Gaussian mixture models in all-sky searches for short-duration gravitational wave bursts
相干WaveBurst是一个通用的，多探测器的引力波突发搜索的基础上，过剩的权力的做法。目前在全天短时引力波爆发搜索中采用的相干WaveBurst算法在多维事件属性空间中的选定属性上使用条件方法，以区分噪声事件与天体物理起源事件。我们一直在开发一种基于高斯混合建模的监督机器学习方法，以对信号和噪声事件的属性空间进行建模，以提高突发检测的概率[Gayathri et al.Phys. Rev. D 102，104023（2020）]。我们进一步扩展的GMM方法的全天空短持续时间的相干WaveBurst搜索作为后处理步骤的事件从第三次观测运行（O3 a）的前半部分。我们表明，由于我们的高斯混合模型方法的应用程序的相干WaveBurst触发器的通用引力波爆发信号的形态，以及天体物理源，如核心塌陷超新星模型的灵敏度的改善。高斯混合模型方法从GWTC-2双星黑洞相干WaveBurst探测到的大质量致密双星聚并中恢复了引力波信号，比全天相干WaveBurst搜索有更好的意义。没有观察到其他显著的引力波爆发。
2022-04-08 astro-ph.IM gr-qc
Parameter-space metric for all-sky semicoherent searches for gravitational-wave pulsars
全天空搜索引力波星的灵敏度主要受到计算资源有限的限制。半相干搜索是一种以固定计算成本最大化对引力波探测器灵敏度的广泛使用的方法：将来自引力波探测器的数据划分为多个段，对每个段进行相干分析，并将每个段的分析结果相加在一起。生成模板银行的相干分析的每一个部分，并为求和，需要的知识的度量相关的相干和半相干的参数空间分别。我们提出了一个有用的近似半相干参数空间度量，类似于Wette和Prix [Phys. Rev. D 88，123005（2013）]中提出的相干度量。新的半相干度量与Pletsch [Phys. Rev. D 82，042002（2010）]和Brady和Creighton [Phys. Rev. D 61，082001（2000）]中的先前工作进行了比较。我们发现，半相干全天空搜索需要的数量级比以前预测的模板。
2015-10-28 astro-ph.IM gr-qc
Expanded atlas of the sky in continuous gravitational waves
本研究发布覆盖20Hz-1700Hz频率、更广自旋下降率范围的完整连续引力波天图，扩展了早期版本的频率范围并追踪异常值，可大幅降低连续波搜索所需的计算资源。
2025-09-03 astro-ph.HE 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
On similarity of binary black hole gravitational-wave skymaps: to observe or to wait?
LIGO仪器探测到的第一个二元黑洞GW150914的定位估计与合作机构共享，以进行电磁跟踪。虽然源是一个紧凑的二元合并（CBC），但它首先是通过搜索未建模信号的算法来识别的，这产生了指导电磁观测的天空图。后来，CBC特定的算法产生了改进的版本，显示出显着的差异。在本文中，我们表明，这些差异不是偶然的，CBC和未建模的二元黑洞的天空图将经常是不同的，因此，我们提供了一种方法来确定是否观察电磁尽可能迅速（以下引力波检测），或等待，直到CBC天空图变得可用，如果他们不能在低延迟。我们还表明，不出所料，CBC算法可以产生更小的搜索区域。
2016-11-25 astro-ph.HE gr-qc
Results from an extended Falcon all-sky survey for continuous gravitational waves
我们提出了一个全天搜索的结果，连续引力波信号的频率在200-600 Hz的范围和频率导数（自旋）从-1e-8到1.11e-9 Hz/s。与[1]的结果一起，该搜索完成了O 1数据上20至600 Hz频率的全天调查。它还证明了我们的搜索的可扩展性的参数空间比以前考虑的大26倍。这里给出的结果补充了LIGO O2数据结果[2，3]，具有可比的灵敏度，并且不依赖于噪声减除程序中的不规则数据。我们建立了严格的上限，最坏情况下的信号参数和专用的上限为通用的~0自旋下降信号，如那些预期从玻色子凝聚周围的黑洞。
2019-09-20 astro-ph.HE gr-qc
An all-sky search in early O3 LIGO data for continuous gravitational-wave signals from unknown neutron stars in binary systems
我们提出了一个搜索连续的引力波发射的中子星在二进制系统进行的数据从早期的第三次观测运行的先进LIGO和先进的处女座探测器使用半相干，GPU加速，BinarySkyHough管道。研究分析了LIGO探测器最敏感的频段，50 - 300 Hz。双星的轨道参数分为四个区域，包括3 - 45天的轨道周期和2 - 40光秒的投影半长轴。未报告发现。我们使用模拟连续波信号估计搜索的灵敏度，在分析的参数空间中获得迄今为止最灵敏的结果。
2021-05-16 gr-qc
Symmetries of the Primordial Sky
量子场论通常用于描述宇宙暴胀中大尺度引力扰动的起源，但它忽略了弯曲时空中的一个重要物理效应，即量子模之间的非定域纠缠，而这种纠缠来自于它们对因果结构的引力效应。本文认为，在相干地保持非定域方向和因果关系的量子引力的不同模型中，原始扰动起源于突现暴胀视界的相干量子扭曲;此外，因果约束解释了在大角度间隔下测量的宇宙微波背景相关的近似对称性，这在标准图像中是高度反常的。因此，在大角度CMB图案中已经明显的对称性可能是量子引力中局域性和因果结构出现的独特标志。
2022-03-31 astro-ph.CO gr-qc
Probing anisotropies of gravitational-wave backgrounds with a space-based interferometer III: Reconstruction of a high-frequency skymap
我们发展了一种数值方法来制作空间干涉仪观测到的引力波背景的高频天空图。基于互相关技术，在充分了解探测器天线方向图函数的情况下，可以直接从互相关信号的时序数据重建各向异性GWB的强度分布。我们演示了如何计划的空间干涉仪，LISA，可以使一个具体的例子各向异性信号的GWB的天空图。在高于特征频率$f_*=1/(2πL)$的频率处，其中$L$是探测器的臂长，没有仪器噪声的重建的天空图潜在地达到直到多极$\ell\sim10$的角分辨率。仪器噪声的存在降低了角分辨率。所得到的天空图对于信噪比S/N为$>5$的各向异性信号具有多极$\ell\leq 6\sim7$的角分辨率。
2006-07-20 astro-ph 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
Unveiling the Microhertz Gravitational-Wave Sky with the Square Kilometre Array Observatory
Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge（剑桥大学卡弗里宇宙学研究所）；DAMTP, University of Cambridge（剑桥大学应用数学与理论物理系）；Institut de Fisica d'Altes Energies (IFAE), The Barcelona Institute of Science and Technology（巴塞罗那科学与技术研究院高能物理研究所）；Department of Physics, University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校物理系）
本文研究利用平方公里阵列天文台（SKAO）对毫秒脉冲星双星的高精度计时，通过探测共振引力波扰动，在微赫兹频段搜索引力波，并证明SKAO能实现前所未有的灵敏度，有望探测该频段的大质量黑洞双星。
2026-06-29 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Early release of the expanded atlas of the sky in continuous gravitational waves
本文介绍连续引力波扩展天空星图的早期发布，通过扩大频率与自旋减速率参数空间并提供偏振相关信噪比及上限数据，使研究者可用有限算力尽早开展新搜索。
2024-01-24 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Comparison of Gravitational Wave Detector Network Sky Localization Approximations
在致密双星合并过程中发射的引力波是引力波探测器网络的一个有前途的源。从引力波数据中推断出源在天空中的位置的准确性是引力波天文学的几个潜在科学目标的限制因素，包括多信使观测。各种方法已被用来估计所提出的网络定位源的能力。在这里，我们比较两种技术预测天空定位的不确定性-定时三角测量和Fisher信息矩阵近似-与贝叶斯推断的完整，连贯的数据集。我们发现，单独的定时三角往往高估的不确定性，在天空定位的一组信号从非旋转的紧凑型物体二进制范围高达总质量的$20 M_\odot$的中位数因子$4$，和高估的系统的质量增加。我们发现，平均预测可以带来更好的协议，包括相位一致性信息的定时三角测量技术。然而，即使在校正之后，这些技术也可以产生与对特定模拟信号的完全分析显著不同的结果。因此，虽然近似技术在提供网络定位能力的快速、大规模估计中可能是有用的，但是完全相干的贝叶斯分析给出了针对个体信号的更鲁棒的结果，特别是在存在检测器噪声的情况下。
2013-10-28 astro-ph.IM gr-qc
Results from the first all-sky search for continuous gravitational waves from small-ellipticity sources
我们提出了一个全天搜索的结果，连续引力波信号的频率在500-1700赫兹范围内的目标中子星的椭圆率为1 e-8。搜索是使用Falcon分析管道对LIGO O2数据进行的。这里给出的结果比相同数据的任何其他结果的灵敏度高出一倍。该搜索能够检测到高达170 pc的低椭圆率源。我们建立严格的上限，最坏情况下的信号参数。我们列出了搜索发现的异常值，包括几个我们无法与任何已知的仪器原因联系起来的异常值。
2020-09-21 astro-ph.HE gr-qc
Results from high-frequency all-sky search for continuous gravitational waves from small-ellipticity sources
我们提出了一个全天搜索的结果，连续引力波信号的频率在1700-2000赫兹范围内的中子星与椭圆率为1 e-8。该搜索使用了LIGO O2公共数据上的Falcon分析管道[引文5]。我们的结果比[引文11]提高了5倍以上。这是一个巨大的飞跃：需要全新一代的引力波探测器才能实现比上一代探测器高出10倍的灵敏度[引文12]。在探测的频率范围内，除了探测到的异常值，我们可以排除在地球65 pc范围内椭圆率为1 e-8的中子星。我们设定了引力波振幅的上限，即使在最坏情况下的信号参数也是如此。发现了新的异常值，其中一些我们无法与任何仪器原因联系起来。如果其中任何一颗与旋转的中子星有关，那么它很可能是当今速度最快的中子星。
2021-02-13 astro-ph.HE gr-qc
Mapping the gravitational wave background
在引力波的天空中，被认为有孤立的亮源叠加在弥漫的引力波背景上。背景辐射有两个组成部分：来自未解决的天体物理来源的混乱限制背景;以及宇宙诞生期间形成的宇宙学成分。一个引力波背景图可以通过在天空中扫过一个引力波探测器来制作。探测器输出是天空光度分布、探测器响应函数和扫描图案的复杂卷积。在这里，我们研究了一般的去卷积问题，并显示如何LIGO（激光干涉引力天文台）和LISA（激光干涉仪空间天线）可以用来检测引力波背景中的各向异性。
2001-05-22 astro-ph gr-qc
All-sky, narrowband, gravitational-wave radiometry with folded data
引力波辐射测量是一种强有力的工具，它通过互相关过程恢复具有未知信号形态的弱信号。已经使用了辐射测量法，例如，搜寻来自已知中子星如天蝎座X-1的持续信号。在本文中，我们演示了如何更雄心勃勃的搜索-从未知的中子星的持续信号-可以有效地进行使用折叠的数据，其中一个完整的~一年之久的观测运行表示为一个单一的恒星日。这里描述的全天空窄带辐射计搜索将提供一种计算上易于处理的方法，以揭示来自双星系统中未知的附近中子星的引力波信号，其调制深度为~0.1-2 Hz。它将同时为来自意外来源的其他持续窄带信号提供灵敏的搜索算法。
2015-05-18 astro-ph.GA astro-ph.IM gr-qc
An all-sky search algorithm for continuous gravitational waves from spinning neutron stars in binary systems
具有非轴对称质量分布的快速自旋中子星有望产生准单色连续引力波。虽然已经进行了许多对未知的、孤立的自旋中子星的搜索，但以前还没有对双星系统中的未知源进行过搜索。由于目前的搜索方法对未知的，孤立的中子星已经计算有限，扩大搜索的参数空间，包括双星系统是一个艰巨的挑战。我们提出了一种新的分层二进制搜索方法，称为TwoSpect，它利用周期性的轨道调制的连续波搜索模式的双傅立叶变换的数据。我们将描述TwoSpect搜索管道，包括它对探测器噪声变化的缓解以及对探测器速度变化引起的多普勒频率调制的校正。高斯噪声和一组模拟信号的测试将被提交。
2011-09-19 gr-qc
Performance of an externally triggered gravitational-wave burst search
我们提出了搜索与外部天体物理触发器相关的引力波爆发的性能作为搜索天空区域的函数。我们讨论了任意探测器网络中引力波探测器的高斯噪声和实噪声情况。我们证明了在真实的非高斯数据中达到高斯极限灵敏度的能力，并给出了达到它所需的条件。我们发现，对同一数据进行单天空位置搜索比全天空搜索灵敏度高20%。
2012-07-19 gr-qc physics.data-an
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
Non-sky-averaged sensitivity curves for space-based gravitational-wave observatories
在引力波观测中，信噪比（SNR）被用作检测置信度的基本品质因数，并与Fisher矩阵一起用于从检测信号中提取的物理信息量。SNR通常从灵敏度曲线计算，灵敏度曲线描述了给定频率的单色源达到阈值SNR所需的引力波振幅。对于类似于激光干涉仪的天基干涉仪探测器，它们对长寿命信号敏感，位置和方向不断变化，需要逐个源计算精确的信噪比。为了方便起见，大多数作者更喜欢使用天空平均灵敏度，接受单个源的不准确SNR，并放弃对源总体SNR统计分布的控制。在本文中，我们描述了一个简单的端到端的配方来计算任何几何形状的干涉天基探测器的非天空平均灵敏度：实际上，我们推导出天空平均灵敏度曲线的误差条，这为以前关于天空平均信噪比的不合格陈述提供了严格的统计解释。作为一个工作的例子，我们认为各向同性和银河系盘人口的单色源，观察与“经典的LISA”的配置。我们确认，各向同性人口的（标准）反均方根平均灵敏度保持不变，是否包括在计算中的LISA轨道。然而，探测器的运动使灵敏度的分布变紧，因此对于50%的源，灵敏度在其平均值的30%以内。对于银河系盘人口，平均和分布的灵敏度为一个移动的检测器变成类似的各向同性的情况。
2012-09-12 gr-qc
Popcorn in the sky: Identifying primordial black holes in the gravitational-wave background
Université Libre de Bruxelles（布鲁塞尔自由大学）；Universiteit Antwerpen（安特卫普大学）；University of Cambridge（剑桥大学）；King’s College London, University of London（伦敦大学国王学院）
通过分析引力波背景中的duty cycle，研究者旨在利用其特性区分原初黑洞与其他来源，从而约束PBH模型并揭示新的宇宙学信息。
2026-01-12 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Exploring the sky localization and early warning capabilities of third generation gravitational wave detectors in three-detector network configurations
这项工作描述了第三代引力波探测器网络的天空定位和预警性能，这些探测器网络由在北美、欧洲和澳大利亚的站点中具有爱因斯坦望远镜或宇宙探测器配置的探测器的不同组合组成。使用Fisher矩阵方法，其中包括地球自转的影响，我们估计的天空定位不确定性的$1.4\text{M}\odot$ - $1.4\text{M}\odot$二进制中子星合并的距离$40\text{Mpc}$，$200\text{Mpc}$，$400\text{Mpc}$，$800\text{Mpc}$，$1600\text{Mpc}$，和一个假设的天体物理人口的红移为2，以表征其性能的二进制中子星观测。我们发现，在$200\text{Mpc}$和一个网络组成的爱因斯坦望远镜，宇宙探测器和一个额外的爱因斯坦望远镜在澳大利亚（2 ET 1CE），最好的本地化90%的信号的90%可信区域的大小的上限是$0.25\text{deg}^2$的中子星合并。对于模拟的天体物理分布，这个上限是$91.79\text{deg}^2$。如果将澳大利亚的类爱因斯坦望远镜探测器替换为类宇宙探测器（1 ET 2CE），对于$200\text{Mpc}$情况，上限为$0.18\text{deg}^2$，而对于天体物理分布，上限为$56.77\text{deg}^2$。我们注意到，1 ET 2CE网络可以比2 ET 1CE网络多检测7.2%的模拟天体物…
2021-09-22 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Sky localization of gravitational waves from eccentric binaries
Indian Institute of Science Education and Research Kolkata（印度科学教育研究学院加尔各答分校）
本文提出利用引力波观测中二体系统的偏心率改进天空定位，通过半贝叶斯技术优化定位算法，提升早期预警系统的定位精度。
2026-02-08 astro-ph.IM gr-qc
