Spinning neutron stars asymmetric with respect to their rotation axis are potential sources of continuous gravitational waves for ground-based interferometric detectors. In the case of known pulsars a fully coherent search, based on matched filtering, which uses the position and rotational parameters obtained from electromagnetic observations, can be carried out. Matched filtering maximizes the signal-to-noise (SNR) ratio, but a large sensitivity loss is expected in case of even a very small mismatch between the assumed and the true signal parameters. For this reason, narrow-band analysis methods have been developed, allowing a fully coherent search for gravitational waves from known pulsars over a fraction of a hertz and several spin-down values. In this paper we describe a narrow-band search of 11 pulsars using data from Advanced LIGO's first observing run. Although we have found several initial outliers, further studies show no significant evidence for the presence of a gravitational wave signal. Finally, we have placed upper limits on the signal strain amplitude lower than the spin-down limit for 5 of the 11 targets over the bands searched; in the case of J1813-1749 the spin-down limit has been beaten for the first time. For an additional 3 targets, the median upper limit across the search bands is below the spin-down limit. This is the most sensitive narrow-band search for continuous gravitational waves carried out so far.
First narrow-band search for continuous gravitational waves from known pulsars in advanced detector data / Abbott B.P.; Abbott R.; Abbott T.D.; Acernese F.; Ackley K.; Adams C.; Adams T.; Addesso P.; Adhikari R.X.; Adya V.B.; Affeldt C.; Afrough M.; Agarwal B.; Agathos M.; Agatsuma K.; Aggarwal N.; Aguiar O.D.; Aiello L.; Ain A.; Allen B.; Allen G.; Allocca A.; Altin P.A.; Amato A.; Ananyeva A.; Anderson S.B.; Anderson W.G.; Angelova S.V.; Antier S.; Appert S.; Arai K.; Araya M.C.; Areeda J.S.; Arnaud N.; Arun K.G.; Ascenzi S.; Ashton G.; Ast M.; Aston S.M.; Astone P.; Atallah D.V.; Aufmuth P.; Aulbert C.; Aultoneal K.; Austin C.; Avila-Alvarez A.; Babak S.; Bacon P.; Bader M.K.M.; Bae S.; Baker P.T.; Baldaccini F.; Ballardin G.; Ballmer S.W.; Banagiri S.; Barayoga J.C.; Barclay S.E.; Barish B.C.; Barker D.; Barkett K.; Barone F.; Barr B.; Barsotti L.; Barsuglia M.; Barta D.; Bartlett J.; Bartos I.; Bassiri R.; Basti A.; Batch J.C.; Bawaj M.; Bayley J.C.; Bazzan M.; Becsy B.; Beer C.; Bejger M.; Belahcene I.; Bell A.S.; Berger B.K.; Bergmann G.; Bero J.J.; Berry C.P.L.; Bersanetti D.; Bertolini A.; Betzwieser J.; Bhagwat S.; Bhandare R.; Bilenko I.A.; Billingsley G.; Billman C.R.; Birch J.; Birney R.; Birnholtz O.; Biscans S.; Biscoveanu S.; Bisht A.; Bitossi M.; Biwer C.; Bizouard M.A.; Blackburn J.K.; Blackman J.; Blair C.D.; Blair D.G.; Blair R.M.; Bloemen S.; Bock O.; Bode N.; Boer M.; Bogaert G.; Bohe A.; Bondu F.; Bonilla E.; Bonnand R.; Boom B.A.; Bork R.; Boschi V.; Bose S.; Bossie K.; Bouffanais Y.; Bozzi A.; Bradaschia C.; Brady P.R.; Branchesi M.; Brau J.E.; Briant T.; Brillet A.; Brinkmann M.; Brisson V.; Brockill P.; Broida J.E.; Brooks A.F.; Brown D.A.; Brown D.D.; Brunett S.; Buchanan C.C.; Buikema A.; Bulik T.; Bulten H.J.; Buonanno A.; Buskulic D.; Buy C.; Byer R.L.; Cabero M.; Cadonati L.; Cagnoli G.; Cahillane C.; Calderon Bustillo J.; Callister T.A.; Calloni E.; Camp J.B.; Canizares P.; Cannon K.C.; Cao H.; Cao J.; Capano C.D.; Capocasa E.; Carbognani F.; Caride S.; Carney M.F.; Casanueva Diaz J.; Casentini C.; Caudill S.; Cavaglia M.; Cavalier F.; Cavalieri R.; Cella G.; Cepeda C.B.; Cerda-Duran P.; Cerretani G.; Cesarini E.; Chamberlin S.J.; Chan M.; Chao S.; Charlton P.; Chase E.; Chassande-Mottin E.; Chatterjee D.; Cheeseboro B.D.; Chen H.Y.; Chen X.; Chen Y.; Cheng H.-P.; Chia H.; Chincarini A.; Chiummo A.; Chmiel T.; Cho H.S.; Cho M.; Chow J.H.; Christensen N.; Chu Q.; Chua A.J.K.; Chua S.; Chung A.K.W.; Chung S.; Ciani G.; Ciolfi R.; Cirelli C.E.; Cirone A.; Clara F.; Clark J.A.; Clearwater P.; Cleva F.; Cocchieri C.; Coccia E.; Cohadon P.-F.; Cohen D.; Colla A.; Collette C.G.; Cominsky L.R.; Constancio M.; Conti L.; Cooper S.J.; Corban P.; Corbitt T.R.; Cordero-Carrion I.; Corley K.R.; Cornish N.; Corsi A.; Cortese S.; Costa C.A.; Coughlin M.W.; Coughlin S.B.; Coulon J.-P.; Countryman S.T.; Couvares P.; Covas P.B.; Cowan E.E.; Coward D.M.; Cowart M.J.; Coyne D.C.; Coyne R.; Creighton J.D.E.; Creighton T.D.; Cripe J.; Crowder S.G.; Cullen T.J.; Cumming A.; Cunningham L.; Cuoco E.; Dal Canton T.; Dalya G.; Danilishin S.L.; D'Antonio S.; Danzmann K.; Dasgupta A.; Da Silva Costa C.F.; Dattilo V.; Dave I.; Davier M.; Davis D.; Daw E.J.; Day B.; De S.; Debra D.; Degallaix J.; De Laurentis M.; Deleglise S.; Del Pozzo W.; Demos N.; Denker T.; Dent T.; De Pietri R.; Dergachev V.; De Rosa R.; Derosa R.T.; De Rossi C.; Desalvo R.; De Varona O.; Devenson J.; Dhurandhar S.; Diaz M.C.; Di Fiore L.; Di Giovanni M.; Di Girolamo T.; Di Lieto A.; Di Pace S.; Di Palma I.; Di Renzo F.; Doctor Z.; Dolique V.; Donovan F.; Dooley K.L.; Doravari S.; Dorrington I.; Douglas R.; Dovale Alvarez M.; Downes T.P.; Drago M.; Dreissigacker C.; Driggers J.C.; Du Z.; Ducrot M.; Dupej P.; Dwyer S.E.; Edo T.B.; Edwards M.C.; Effler A.; Eggenstein H.-B.; Ehrens P.; Eichholz J.; Eikenberry S.S.; Eisenstein R.A.; Essick R.C.; Estevez D.; Etienne Z.B.; Etzel T.; Evans M.; Evans T.M.; Factourovich M.; Fafone V.; Fair H.; Fairhurst S.; Fan X.; Farinon S.; Farr B.; Farr W.M.; Fauchon-Jones E.J.; Favata M.; Fays M.; Fee C.; Fehrmann H.; Feicht J.; Fejer M.M.; Fernandez-Galiana A.; Ferrante I.; Ferreira E.C.; Ferrini F.; Fidecaro F.; Finstad D.; Fiori I.; Fiorucci D.; Fishbach M.; Fisher R.P.; Fitz-Axen M.; Flaminio R.; Fletcher M.; Fong H.; Font J.A.; Forsyth P.W.F.; Forsyth S.S.; Fournier J.-D.; Frasca S.; Frasconi F.; Frei Z.; Freise A.; Frey R.; Frey V.; Fries E.M.; Fritschel P.; Frolov V.V.; Fulda P.; Fyffe M.; Gabbard H.; Gadre B.U.; Gaebel S.M.; Gair J.R.; Gammaitoni L.; Ganija M.R.; Gaonkar S.G.; Garcia-Quiros C.; Garufi F.; Gateley B.; Gaudio S.; Gaur G.; Gayathri V.; Gehrels N.; Gemme G.; Genin E.; Gennai A.; George D.; George J.; Gergely L.; Germain V.; Ghonge S.; Ghosh A.; Ghosh A.; Ghosh S.; Giaime J.A.; Giardina K.D.; Giazotto A.; Gill K.; Glover L.; Goetz E.; Goetz R.; Gomes S.; Goncharov B.; Gonzalez G.; Gonzalez Castro J.M.; Gopakumar A.; Gorodetsky M.L.; Gossan S.E.; Gosselin M.; Gouaty R.; Grado A.; Graef C.; Granata M.; Grant A.; Gras S.; Gray C.; Greco G.; Green A.C.; Gretarsson E.M.; Groot P.; Grote H.; Grunewald S.; Gruning P.; Guidi G.M.; Guo X.; Gupta A.; Gupta M.K.; Gushwa K.E.; Gustafson E.K.; Gustafson R.; Halim O.; Hall B.R.; Hall E.D.; Hamilton E.Z.; Hammond G.; Haney M.; Hanke M.M.; Hanks J.; Hanna C.; Hannam M.D.; Hannuksela O.A.; Hanson J.; Hardwick T.; Harms J.; Harry G.M.; Harry I.W.; Hart M.J.; Haster C.-J.; Haughian K.; Healy J.; Heidmann A.; Heintze M.C.; Heitmann H.; Hello P.; Hemming G.; Hendry M.; Heng I.S.; Hennig J.; Heptonstall A.W.; Heurs M.; Hild S.; Hinderer T.; Ho W.C.G.; Hoak D.; Hofman D.; Holt K.; Holz D.E.; Hopkins P.; Horst C.; Hough J.; Houston E.A.; Howell E.J.; Hreibi A.; Hu Y.M.; Huerta E.A.; Huet D.; Hughey B.; Husa S.; Huttner S.H.; Huynh-Dinh T.; Indik N.; Inta R.; Intini G.; Isa H.N.; Isac J.-M.; Isi M.; Iyer B.R.; Izumi K.; Jacqmin T.; Jani K.; Jaranowski P.; Jawahar S.; Jimenez-Forteza F.; Johnson W.W.; Jones D.I.; Jones R.; Jonker R.J.G.; Ju L.; Junker J.; Kalaghatgi C.V.; Kalogera V.; Kamai B.; Kandhasamy S.; Kang G.; Kanner J.B.; Kapadia S.J.; Karki S.; Karvinen K.S.; Kasprzack M.; Katolik M.; Katsavounidis E.; Katzman W.; Kaufer S.; Kawabe K.; Kefelian F.; Keitel D.; Kemball A.J.; Kennedy R.; Kent C.; Key J.S.; Khalili F.Y.; Khan I.; Khan S.; Khan Z.; Khazanov E.A.; Kijbunchoo N.; Kim C.; Kim J.C.; Kim K.; Kim W.; Kim W.S.; Kim Y.-M.; Kimbrell S.J.; King E.J.; King P.J.; Kinley-Hanlon M.; Kirchhoff R.; Kissel J.S.; Kleybolte L.; Klimenko S.; Knowles T.D.; Koch P.; Koehlenbeck S.M.; Koley S.; Kondrashov V.; Kontos A.; Korobko M.; Korth W.Z.; Kowalska I.; Kozak D.B.; Kramer C.; Kringel V.; Krishnan B.; Krolak A.; Kuehn G.; Kumar P.; Kumar R.; Kumar S.; Kuo L.; Kutynia A.; Kwang S.; Lackey B.D.; Lai K.H.; Landry M.; Lang R.N.; Lange J.; Lantz B.; Lanza R.K.; Lartaux-Vollard A.; Lasky P.D.; Laxen M.; Lazzarini A.; Lazzaro C.; Leaci P.; Leavey S.; Lee C.H.; Lee H.K.; Lee H.M.; Lee H.W.; Lee K.; Lehmann J.; Lenon A.; Leonardi M.; Leroy N.; Letendre N.; Levin Y.; Li T.G.F.; Linker S.D.; Littenberg T.B.; Liu J.; Lo R.K.L.; Lockerbie N.A.; London L.T.; Lord J.E.; Lorenzini M.; Loriette V.; Lormand M.; Losurdo G.; Lough J.D.; Lovelace G.; Luck H.; Lumaca D.; Lundgren A.P.; Lynch R.; Ma Y.; Macas R.; Macfoy S.; Machenschalk B.; Macinnis M.; Macleod D.M.; Magana Hernandez I.; Magana-Sandoval F.; Magana Zertuche L.; Magee R.M.; Majorana E.; Maksimovic I.; Man N.; Mandic V.; Mangano V.; Mansell G.L.; Manske M.; Mantovani M.; Marchesoni F.; Marion F.; Marka S.; Marka Z.; Markakis C.; Markosyan A.S.; Markowitz A.; Maros E.; Marquina A.; Martelli F.; Martellini L.; Martin I.W.; Martin R.M.; Martynov D.V.; Mason K.; Massera E.; Masserot A.; Massinger T.J.; Masso-Reid M.; Mastrogiovanni S.; Matas A.; Matichard F.; Matone L.; Mavalvala N.; Mazumder N.; McCarthy R.; McClelland D.E.; McCormick S.; McCuller L.; McGuire S.C.; McIntyre G.; McIver J.; McManus D.J.; McNeill L.; McRae T.; McWilliams S.T.; Meacher D.; Meadors G.D.; Mehmet M.; Meidam J.; Mejuto-Villa E.; Melatos A.; Mendell G.; Mercer R.A.; Merilh E.L.; Merzougui M.; Meshkov S.; Messenger C.; Messick C.; Metzdorff R.; Meyers P.M.; Miao H.; Michel C.; Middleton H.; Mikhailov E.E.; Milano L.; Miller A.L.; Miller B.B.; Miller J.; Millhouse M.; Milovich-Goff M.C.; Minazzoli O.; Minenkov Y.; Ming J.; Mishra C.; Mitra S.; Mitrofanov V.P.; Mitselmakher G.; Mittleman R.; Moffa D.; Moggi A.; Mogushi K.; Mohan M.; Mohapatra S.R.P.; Montani M.; Moore C.J.; Moraru D.; Moreno G.; Morriss S.R.; Mours B.; Mow-Lowry C.M.; Mueller G.; Muir A.W.; Mukherjee A.; Mukherjee D.; Mukherjee S.; Mukund N.; Mullavey A.; Munch J.; Muniz E.A.; Muratore M.; Murray P.G.; Napier K.; Nardecchia I.; Naticchioni L.; Nayak R.K.; Neilson J.; Nelemans G.; Nelson T.J.N.; Nery M.; Neunzert A.; Nevin L.; Newport J.M.; Newton G.; Ng K.K.Y.; Nguyen T.T.; Nichols D.; Nielsen A.B.; Nissanke S.; Nitz A.; Noack A.; Nocera F.; Nolting D.; North C.; Nuttall L.K.; Oberling J.; O'Dea G.D.; Ogin G.H.; Oh J.J.; Oh S.H.; Ohme F.; Okada M.A.; Oliver M.; Oppermann P.; Oram R.J.; O'Reilly B.; Ormiston R.; Ortega L.F.; O'Shaughnessy R.; Ossokine S.; Ottaway D.J.; Overmier H.; Owen B.J.; Pace A.E.; Page J.; Page M.A.; Pai A.; Pai S.A.; Palamos J.R.; Palashov O.; Palomba C.; Pal-Singh A.; Pan H.; Pan H.-W.; Pang B.; Pang P.T.H.; Pankow C.; Pannarale F.; Pant B.C.; Paoletti F.; Paoli A.; Papa M.A.; Parida A.; Parker W.; Pascucci D.; Pasqualetti A.; Passaquieti R.; Passuello D.; Patil M.; Patricelli B.; Pearlstone B.L.; Pedraza M.; Pedurand R.; Pekowsky L.; Pele A.; Penn S.; Perez C.J.; Perreca A.; Perri L.M.; Pfeiffer H.P.; Phelps M.; Piccinni O.J.; Pichot M.; Piergiovanni F.; Pierro V.; Pillant G.; Pinard L.; Pinto I.M.; Pirello M.; Pitkin M.; Poe M.; Poggiani R.; Popolizio P.; Porter E.K.; Post A.; Powell J.; Prasad J.; Pratt J.W.W.; Pratten G.; Predoi V.; Prestegard T.; Prijatelj M.; Principe M.; Privitera S.; Prodi G.A.; Prokhorov L.G.; Puncken O.; Punturo M.; Puppo P.; Purrer M.; Qi H.; Quetschke V.; Quintero E.A.; Quitzow-James R.; Raab F.J.; Rabeling D.S.; Radkins H.; Raffai P.; Raja S.; Rajan C.; Rajbhandari B.; Rakhmanov M.; Ramirez K.E.; Ramos-Buades A.; Rapagnani P.; Raymond V.; Razzano M.; Read J.; Regimbau T.; Rei L.; Reid S.; Reitze D.H.; Ren W.; Reyes S.D.; Ricci F.; Ricker P.M.; Rieger S.; Riles K.; Rizzo M.; Robertson N.A.; Robie R.; Robinet F.; Rocchi A.; Rolland L.; Rollins J.G.; Roma V.J.; Romano R.; Romel C.L.; Romie J.H.; Rosinska D.; Ross M.P.; Rowan S.; Rudiger A.; Ruggi P.; Rutins G.; Ryan K.; Sachdev S.; Sadecki T.; Sadeghian L.; Sakellariadou M.; Salconi L.; Saleem M.; Salemi F.; Samajdar A.; Sammut L.; Sampson L.M.; Sanchez E.J.; Sanchez L.E.; Sanchis-Gual N.; Sandberg V.; Sanders J.R.; Sassolas B.; Sathyaprakash B.S.; Saulson P.R.; Sauter O.; Savage R.L.; Sawadsky A.; Schale P.; Scheel M.; Scheuer J.; Schmidt J.; Schmidt P.; Schnabel R.; Schofield R.M.S.; Schonbeck A.; Schreiber E.; Schuette D.; Schulte B.W.; Schutz B.F.; Schwalbe S.G.; Scott J.; Scott S.M.; Seidel E.; Sellers D.; Sengupta A.S.; Sentenac D.; Sequino V.; Sergeev A.; Shaddock D.A.; Shaffer T.J.; Shah A.A.; Shahriar M.S.; Shaner M.B.; Shao L.; Shapiro B.; Shawhan P.; Sheperd A.; Shoemaker D.H.; Shoemaker D.M.; Siellez K.; Siemens X.; Sieniawska M.; Sigg D.; Silva A.D.; Singer L.P.; Singh A.; Singhal A.; Sintes A.M.; Slagmolen B.J.J.; Smith B.; Smith J.R.; Smith R.J.E.; Somala S.; Son E.J.; Sonnenberg J.A.; Sorazu B.; Sorrentino F.; Souradeep T.; Spencer A.P.; Srivastava A.K.; Staats K.; Staley A.; Steinke M.; Steinlechner J.; Steinlechner S.; Steinmeyer D.; Stevenson S.P.; Stone R.; Stops D.J.; Strain K.A.; Stratta G.; Strigin S.E.; Strunk A.; Sturani R.; Stuver A.L.; Summerscales T.Z.; Sun L.; Sunil S.; Suresh J.; Sutton P.J.; Swinkels B.L.; Szczepanczyk M.J.; Tacca M.; Tait S.C.; Talbot C.; Talukder D.; Tanner D.B.; Tapai M.; Taracchini A.; Tasson J.D.; Taylor J.A.; Taylor R.; Tewari S.V.; Theeg T.; Thies F.; Thomas E.G.; Thomas M.; Thomas P.; Thorne K.A.; Thrane E.; Tiwari S.; Tiwari V.; Tokmakov K.V.; Toland K.; Tonelli M.; Tornasi Z.; Torres-Forne A.; Torrie C.I.; Toyra D.; Travasso F.; Traylor G.; Trinastic J.; Tringali M.C.; Trozzo L.; Tsang K.W.; Tse M.; Tso R.; Tsukada L.; Tsuna D.; Tuyenbayev D.; Ueno K.; Ugolini D.; Unnikrishnan C.S.; Urban A.L.; Usman S.A.; Vahlbruch H.; Vajente G.; Valdes G.; Van Bakel N.; Van Beuzekom M.; Van Den Brand J.F.J.; Van Den Broeck C.; Vander-Hyde D.C.; Van Der Schaaf L.; Van Heijningen J.V.; Van Veggel A.A.; Vardaro M.; Varma V.; Vass S.; Vasuth M.; Vecchio A.; Vedovato G.; Veitch J.; Veitch P.J.; Venkateswara K.; Venugopalan G.; Verkindt D.; Vetrano F.; Vicere A.; Viets A.D.; Vinciguerra S.; Vine D.J.; Vinet J.-Y.; Vitale S.; Vo T.; Vocca H.; Vorvick C.; Vyatchanin S.P.; Wade A.R.; Wade L.E.; Wade M.; Walet R.; Walker M.; Wallace L.; Walsh S.; Wang G.; Wang H.; Wang J.Z.; Wang W.H.; Wang Y.F.; Ward R.L.; Warner J.; Was M.; Watchi J.; Weaver B.; Wei L.-W.; Weinert M.; Weinstein A.J.; Weiss R.; Wen L.; Wessel E.K.; Wessels P.; Westerweck J.; Westphal T.; Wette K.; Whelan J.T.; Whiting B.F.; Whittle C.; Wilken D.; Williams D.; Williams R.D.; Williamson A.R.; Willis J.L.; Willke B.; Wimmer M.H.; Winkler W.; Wipf C.C.; Wittel H.; Woan G.; Woehler J.; Wofford J.; Wong K.W.K.; Worden J.; Wright J.L.; Wu D.S.; Wysocki D.M.; Xiao S.; Yamamoto H.; Yancey C.C.; Yang L.; Yap M.J.; Yazback M.; Yu H.; Yu H.; Yvert M.; Zadrozny A.; Zanolin M.; Zelenova T.; Zendri J.-P.; Zevin M.; Zhang L.; Zhang M.; Zhang T.; Zhang Y.-H.; Zhao C.; Zhou M.; Zhou Z.; Zhu S.J.; Zhu X.J.; Zucker M.E.; Zweizig J.. - In: PHYSICAL REVIEW D. - ISSN 2470-0010. - ELETTRONICO. - 96:(2017), pp. 122006.0-122006.0. [10.1103/PhysRevD.96.122006]
First narrow-band search for continuous gravitational waves from known pulsars in advanced detector data
Di Renzo F.;
2017
Abstract
Spinning neutron stars asymmetric with respect to their rotation axis are potential sources of continuous gravitational waves for ground-based interferometric detectors. In the case of known pulsars a fully coherent search, based on matched filtering, which uses the position and rotational parameters obtained from electromagnetic observations, can be carried out. Matched filtering maximizes the signal-to-noise (SNR) ratio, but a large sensitivity loss is expected in case of even a very small mismatch between the assumed and the true signal parameters. For this reason, narrow-band analysis methods have been developed, allowing a fully coherent search for gravitational waves from known pulsars over a fraction of a hertz and several spin-down values. In this paper we describe a narrow-band search of 11 pulsars using data from Advanced LIGO's first observing run. Although we have found several initial outliers, further studies show no significant evidence for the presence of a gravitational wave signal. Finally, we have placed upper limits on the signal strain amplitude lower than the spin-down limit for 5 of the 11 targets over the bands searched; in the case of J1813-1749 the spin-down limit has been beaten for the first time. For an additional 3 targets, the median upper limit across the search bands is below the spin-down limit. This is the most sensitive narrow-band search for continuous gravitational waves carried out so far.
I documenti in FLORE sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
