학술논문
Parameter estimation for compact binary coalescence signals with the first generation gravitational-wave detector network
Document Type
Working Paper
Author
the LIGO Scientific Collaboration; the Virgo Collaboration; Aasi, J.; Abadie, J.; Abbott, B. P.; Abbott, R.; Abbott, T. D.; Abernathy, M.; Accadia, T.; Acernese, F.; Adams, C.; Adams, T.; Addesso, P.; Adhikari, R.; Affeldt, C.; Agathos, M.; Agatsuma, K.; Ajith, P.; Allen, B.; Allocca, A.; Ceron, E. Amador; Amariutei, D.; Anderson, S. B.; Anderson, W. G.; Arai, K.; Araya, M. C.; Ast, S.; Aston, S. M.; Astone, P.; Atkinson, D.; Aufmuth, P.; Aulbert, C.; Aylott, B. E.; Babak, S.; Baker, P.; Ballardin, G.; Ballmer, S.; Bao, Y.; Barayoga, J. C. B.; Barker, D.; Barone, F.; Barr, B.; Barsotti, L.; Barsuglia, M.; Barton, M. A.; Bartos, I.; Bassiri, R.; Bastarrika, M.; Basti, A.; Batch, J.; Bauchrowitz, J.; Bauer, Th. S.; Bebronne, M.; Beck, D.; Behnke, B.; Bejger, M.; Beker, M. G.; Bell, A. S.; Bell, C.; Belopolski, I.; Benacquista, M.; Berliner, J. M.; Bertolini, A.; Betzwieser, J.; Beveridge, N.; Beyersdorf, P. T.; Bhadbade, T.; Bilenko, I. A.; Billingsley, G.; Birch, J.; Biswas, R.; Bitossi, M.; Bizouard, M. A.; Black, E.; Blackburn, J. K.; Blackburn, L.; Blair, D.; Bland, B.; Blom, M.; Bock, O.; Bodiya, T. P.; Bogan, C.; Bond, C.; Bondarescu, R.; Bondu, F.; Bonelli, L.; Bonnand, R.; Bork, R.; Born, M.; Boschi, V.; Bose, S.; Bosi, L.; Bouhou, B.; Braccini, S.; Bradaschia, C.; Brady, P. R.; Braginsky, V. B.; Branchesi, M.; Brau, J. E.; Breyer, J.; Briant, T.; Bridges, D. O.; Brillet, A.; Brinkmann, M.; Brisson, V.; Britzger, M.; Brooks, A. F.; Brown, D. A.; Bulik, T.; Bulten, H. J.; Buonanno, A.; Burguet--Castell, J.; Buskulic, D.; Buy, C.; Byer, R. L.; Cadonati, L.; Cagnoli, G.; Calloni, E.; Camp, J. B.; Campsie, P.; Cannon, K.; Canuel, B.; Cao, J.; Capano, C. D.; Carbognani, F.; Carbone, L.; Caride, S.; Caudill, S.; Cavaglià, M.; Cavalier, F.; Cavalieri, R.; Cella, G.; Cepeda, C.; Cesarini, E.; Chalermsongsak, T.; Charlton, P.; Chassande-Mottin, E.; Chen, W.; Chen, X.; Chen, Y.; Chincarini, A.; Chiummo, A.; Cho, H. S.; Chow, J.; Christensen, N.; Chua, S. S. Y.; Chung, C. T. Y.; Chung, S.; Ciani, G.; Clara, F.; Clark, D. E.; Clark, J. A.; Clayton, J. H.; Cleva, F.; Coccia, E.; Cohadon, P. -F.; Colacino, C. N.; Colla, A.; Colombini, M.; Conte, A.; Conte, R.; Cook, D.; Corbitt, T. R.; Cordier, M.; Cornish, N.; Corsi, A.; Costa, C. A.; Coughlin, M.; Coulon, J. -P.; Couvares, P.; Coward, D. M.; Cowart, M.; Coyne, D. C.; Creighton, J. D. E.; Creighton, T. D.; Cruise, A. M.; Cumming, A.; Cunningham, L.; Cuoco, E.; Cutler, R. M.; Dahl, K.; Damjanic, M.; Danilishin, S. L.; D'Antonio, S.; Danzmann, K.; Dattilo, V.; Daudert, B.; Daveloza, H.; Davier, M.; Daw, E. J.; Dayanga, T.; De Rosa, R.; DeBra, D.; Debreczeni, G.; Degallaix, J.; Del Pozzo, W.; Dent, T.; Dergachev, V.; DeRosa, R.; Dhurandhar, S.; Di Fiore, L.; Di Lieto, A.; Di Palma, I.; Emilio, M. Di Paolo; Di Virgilio, A.; Díaz, M.; Dietz, A.; Donovan, F.; Dooley, K. L.; Doravari, S.; Dorsher, S.; Drago, M.; Drever, R. W. P.; Driggers, J. C.; Du, Z.; Dumas, J. -C.; Dwyer, S.; Eberle, T.; Edgar, M.; Edwards, M.; Effler, A.; Ehrens, P.; Endröczi, G.; Engel, R.; Etzel, T.; Evans, K.; Evans, M.; Evans, T.; Factourovich, M.; Fafone, V.; Fairhurst, S.; Farr, B. F.; Farr, W. M.; Favata, M.; Fazi, D.; Fehrmann, H.; Feldbaum, D.; Feroz, F.; Ferrante, I.; Ferrini, F.; Fidecaro, F.; Finn, L. S.; Fiori, I.; Fisher, R. P.; Flaminio, R.; Foley, S.; Forsi, E.; Forte, L. A.; Fotopoulos, N.; Fournier, J. -D.; Franc, J.; Franco, S.; Frasca, S.; Frasconi, F.; Frede, M.; Frei, M. A.; Frei, Z.; Freise, A.; Frey, R.; Fricke, T. T.; Friedrich, D.; Fritschel, P.; Frolov, V. V.; Fujimoto, M. -K.; Fulda, P. J.; Fyffe, M.; Gair, J.; Galimberti, M.; Gammaitoni, L.; Garcia, J.; Garufi, F.; Gáspár, M. E.; Gelencser, G.; Gemme, G.; Genin, E.; Gennai, A.; Gergely, L. Á.; Ghosh, S.; Giaime, J. A.; Giampanis, S.; Giardina, K. D.; Giazotto, A.; Gil-Casanova, S.; Gill, C.; Gleason, J.; Goetz, E.; González, G.; Gorodetsky, M. L.; Goßler, S.; Gouaty, R.; Graef, C.; Graff, P. B.; Granata, M.; Grant, A.; Gray, C.; Greenhalgh, R. J. S.; Gretarsson, A. M.; Griffo, C.; Grote, H.; Grover, K.; Grunewald, S.; Guidi, G. M.; Guido, C.; Gupta, R.; Gustafson, E. K.; Gustafson, R.; Hallam, J. M.; Hammer, D.; Hammond, G.; Hanks, J.; Hanna, C.; Hanson, J.; Harms, J.; Harry, G. M.; Harry, I. W.; Harstad, E. D.; Hartman, M. T.; Haster, C. -J.; Haughian, K.; Hayama, K.; Hayau, J. -F.; Heefner, J.; Heidmann, A.; Heintze, M. C.; Heitmann, H.; Hello, P.; Hemming, G.; Hendry, M. A.; Heng, I. S.; Heptonstall, A. W.; Herrera, V.; Heurs, M.; Hewitson, M.; Hild, S.; Hoak, D.; Hodge, K. A.; Holt, K.; Holtrop, M.; Hong, T.; Hooper, S.; Hough, J.; Howell, E. J.; Hughey, B.; Husa, S.; Huttner, S. H.; Huynh-Dinh, T.; Ingram, D. R.; Inta, R.; Isogai, T.; Ivanov, A.; Izumi, K.; Jacobson, M.; James, E.; Jang, Y. J.; Jaranowski, P.; Jesse, E.; Johnson, W. W.; Jones, D. I.; Jones, R.; Jonker, R. J. G.; Ju, L.; Kalmus, P.; Kalogera, V.; Kandhasamy, S.; Kang, G.; Kanner, J. B.; Kasprzack, M.; Kasturi, R.; Katsavounidis, E.; Katzman, W.; Kaufer, H.; Kaufman, K.; Kawabe, K.; Kawamura, S.; Kawazoe, F.; Keitel, D.; Kelley, D.; Kells, W.; Keppel, D. G.; Keresztes, Z.; Khalaidovski, A.; Khalili, F. Y.; Khazanov, E. A.; Kim, B. K.; Kim, C.; Kim, H.; Kim, K.; Kim, N.; Kim, Y. M.; King, P. J.; Kinzel, D. L.; Kissel, J. S.; Klimenko, S.; Kline, J.; Kokeyama, K.; Kondrashov, V.; Koranda, S.; Korth, W. Z.; Kowalska, I.; Kozak, D.; Kringel, V.; Krishnan, B.; Królak, A.; Kuehn, G.; Kumar, P.; Kumar, R.; Kurdyumov, R.; Kwee, P.; Lam, P. K.; Landry, M.; Langley, A.; Lantz, B.; Lastzka, N.; Lawrie, C.; Lazzarini, A.; Roux, A. Le; Leaci, P.; Lee, C. H.; Lee, H. K.; Lee, H. M.; Leong, J. R.; Leonor, I.; Leroy, N.; Letendre, N.; Lhuillier, V.; Li, J.; Li, T. G. F.; Lindquist, P. E.; Litvine, V.; Liu, Y.; Liu, Z.; Lockerbie, N. A.; Lodhia, D.; Logue, J.; Lorenzini, M.; Loriette, V.; Lormand, M.; Losurdo, G.; Lough, J.; Lubinski, M.; Lück, H.; Lundgren, A. P.; Macarthur, J.; Macdonald, E.; Machenschalk, B.; MacInnis, M.; Macleod, D. M.; Mageswaran, M.; Mailand, K.; Majorana, E.; Maksimovic, I.; Malvezzi, V.; Man, N.; Mandel, I.; Mandic, V.; Mantovani, M.; Marchesoni, F.; Marion, F.; Márka, S.; Márka, Z.; Markosyan, A.; Maros, E.; Marque, J.; Martelli, F.; Martin, I. W.; Martin, R. M.; Marx, J. N.; Mason, K.; Masserot, A.; Matichard, F.; Matone, L.; Matzner, R. A.; Mavalvala, N.; Mazzolo, G.; McCarthy, R.; McClelland, D. E.; McGuire, S. C.; McIntyre, G.; McIver, J.; Meadors, G. D.; Mehmet, M.; Meier, T.; Melatos, A.; Melissinos, A. C.; Mendell, G.; Menéndez, D. F.; Mercer, R. A.; Meshkov, S.; Messenger, C.; Meyer, M. S.; Miao, H.; Michel, C.; Milano, L.; Miller, J.; Minenkov, Y.; Mingarelli, C. M. F.; Mitrofanov, V. P.; Mitselmakher, G.; Mittleman, R.; Moe, B.; Mohan, M.; Mohapatra, S. R. P.; Moraru, D.; Moreno, G.; Morgado, N.; Morgia, A.; Mori, T.; Morriss, S. R.; Mosca, S.; Mossavi, K.; Mours, B.; Mow--Lowry, C. M.; Mueller, C. L.; Mueller, G.; Mukherjee, S.; Mullavey, A.; Müller-Ebhardt, H.; Munch, J.; Murphy, D.; Murray, P. G.; Mytidis, A.; Nash, T.; Naticchioni, L.; Necula, V.; Nelson, J.; Neri, I.; Newton, G.; Nguyen, T.; Nishizawa, A.; Nitz, A.; Nocera, F.; Nolting, D.; Normandin, M. E.; Nuttall, L.; Ochsner, E.; O'Dell, J.; Oelker, E.; Ogin, G. H.; Oh, J. J.; Oh, S. H.; Oldenberg, R. G.; O'Reilly, B.; O'Shaughnessy, R.; Osthelder, C.; Ott, C. D.; Ottaway, D. J.; Ottens, R. S.; Overmier, H.; Owen, B. J.; Page, A.; Palladino, L.; Palomba, C.; Pan, Y.; Pankow, C.; Paoletti, F.; Paoletti, R.; Papa, M. A.; Parisi, M.; Pasqualetti, A.; Passaquieti, R.; Passuello, D.; Pedraza, M.; Penn, S.; Perreca, A.; Persichetti, G.; Phelps, M.; Pichot, M.; Pickenpack, M.; Piergiovanni, F.; Pierro, V.; Pihlaja, M.; Pinard, L.; Pinto, I. M.; Pitkin, M.; Pletsch, H. J.; Plissi, M. V.; Poggiani, R.; Pöld, J.; Postiglione, F.; Poux, C.; Prato, M.; Predoi, V.; Prestegard, T.; Price, L. R.; Prijatelj, M.; Principe, M.; Privitera, S.; Prodi, G. A.; Prokhorov, L. G.; Puncken, O.; Punturo, M.; Puppo, P.; Quetschke, V.; Quitzow-James, R.; Raab, F. J.; Rabeling, D. S.; Rácz, I.; Radkins, H.; Raffai, P.; Rakhmanov, M.; Ramet, C.; Rankins, B.; Rapagnani, P.; Raymond, V.; Re, V.; Reed, C. M.; Reed, T.; Regimbau, T.; Reid, S.; Reitze, D. H.; Ricci, F.; Riesen, R.; Riles, K.; Roberts, M.; Robertson, N. A.; Robinet, F.; Robinson, C.; Robinson, E. L.; Rocchi, A.; Roddy, S.; Rodriguez, C.; Rodruck, M.; Rolland, L.; Rollins, J. G.; Romano, R.; Romie, J. H.; Rosińska, D.; Röver, C.; Rowan, S.; Rüdiger, A.; Ruggi, P.; Ryan, K.; Salemi, F.; Sammut, L.; Sandberg, V.; Sankar, S.; Sannibale, V.; Santamaría, L.; Santiago-Prieto, I.; Santostasi, G.; Saracco, E.; Sassolas, B.; Sathyaprakash, B. S.; Saulson, P. R.; Savage, R. L.; Schilling, R.; Schnabel, R.; Schofield, R. M. S.; Schulz, B.; Schutz, B. F.; Schwinberg, P.; Scott, J.; Scott, S. M.; Seifert, F.; Sellers, D.; Sentenac, D.; Sergeev, A.; Shaddock, D. A.; Shaltev, M.; Shapiro, B.; Shawhan, P.; Shoemaker, D. H.; Sidery, T. L; Siemens, X.; Sigg, D.; Simakov, D.; Singer, A.; Singer, L.; Sintes, A. M.; Skelton, G. R.; Slagmolen, B. J. J.; Slutsky, J.; Smith, J. R.; Smith, M. R.; Smith, R. J. E.; Smith-Lefebvre, N. D.; Somiya, K.; Sorazu, B.; Speirits, F. C.; Sperandio, L.; Stefszky, M.; Steinert, E.; Steinlechner, J.; Steinlechner, S.; Steplewski, S.; Stochino, A.; Stone, R.; Strain, K. A.; Strigin, S. E.; Stroeer, A. S.; Sturani, R.; Stuver, A. L.; Summerscales, T. Z.; Sung, M.; Susmithan, S.; Sutton, P. J.; Swinkels, B.; Szeifert, G.; Tacca, M.; Taffarello, L.; Talukder, D.; Tanner, D. B.; Tarabrin, S. P.; Taylor, R.; ter Braack, A. P. M.; Thomas, P.; Thorne, K. A.; Thorne, K. S.; Thrane, E.; Thüring, A.; Titsler, C.; Tokmakov, K. V.; Tomlinson, C.; Toncelli, A.; Tonelli, M.; Torre, O.; Torres, C. V.; Torrie, C. I.; Tournefier, E.; Travasso, F.; Traylor, G.; Tse, M.; Ugolini, D.; Vahlbruch, H.; Vajente, G.; Brand, J. F. J. van den; Broeck, C. Van Den; van der Putten, S.; van Veggel, A. A.; Vass, S.; Vasuth, M.; Vaulin, R.; Vavoulidis, M.; Vecchio, A.; Vedovato, G.; Veitch, J.; Veitch, P. J.; Venkateswara, K.; Verkindt, D.; Vetrano, F.; Viceré, A.; Villar, A. E.; Vinet, J. -Y.; Vitale, S.; Vocca, H.; Vorvick, C.; Vyatchanin, S. P.; Wade, A.; Wade, L.; Wade, M.; Waldman, S. J.; Wallace, L.; Wan, Y.; Wang, M.; Wang, X.; Wanner, A.; Ward, R. L.; Was, M.; Weinert, M.; Weinstein, A. J.; Weiss, R.; Welborn, T.; Wen, L.; Wessels, P.; West, M.; Westphal, T.; Wette, K.; Whelan, J. T.; Whitcomb, S. E.; White, D. J.; Whiting, B. F.; Wiesner, K.; Wilkinson, C.; Willems, P. A.; Williams, L.; Williams, R.; Willke, B.; Wimmer, M.; Winkelmann, L.; Winkler, W.; Wipf, C. C.; Wiseman, A. G.; Wittel, H.; Woan, G.; Wooley, R.; Worden, J.; Yablon, J.; Yakushin, I.; Yamamoto, H.; Yamamoto, K.; Yancey, C. C.; Yang, H.; Yeaton-Massey, D.; Yoshida, S.; Yvert, M.; Zadrożny, A.; Zanolin, M.; Zendri, J. -P.; Zhang, F.; Zhang, L.; Zhao, C.; Zotov, N.; Zucker, M. E.; Zweizig, J.
Source
Phys. Rev. D 88, 062001 (2013)
Subject
Language
Abstract
Compact binary systems with neutron stars or black holes are one of the most promising sources for ground-based gravitational wave detectors. Gravitational radiation encodes rich information about source physics; thus parameter estimation and model selection are crucial analysis steps for any detection candidate events. Detailed models of the anticipated waveforms enable inference on several parameters, such as component masses, spins, sky location and distance that are essential for new astrophysical studies of these sources. However, accurate measurements of these parameters and discrimination of models describing the underlying physics are complicated by artifacts in the data, uncertainties in the waveform models and in the calibration of the detectors. Here we report such measurements on a selection of simulated signals added either in hardware or software to the data collected by the two LIGO instruments and the Virgo detector during their most recent joint science run, including a "blind injection" where the signal was not initially revealed to the collaboration. We exemplify the ability to extract information about the source physics on signals that cover the neutron star and black hole parameter space over the individual mass range 1 Msun - 25 Msun and the full range of spin parameters. The cases reported in this study provide a snap-shot of the status of parameter estimation in preparation for the operation of advanced detectors.
Comment: 23 pages, 18 figures. LIGO Document P1200021. See the announcement for this paper on ligo.org at: http://www.ligo.org/science/Publication-S6PE/index.php. For a repository of data used in the publication, go to: https://dcc.ligo.org/LIGO-P1200021/public; Modifications thanks to referee reports
Comment: 23 pages, 18 figures. LIGO Document P1200021. See the announcement for this paper on ligo.org at: http://www.ligo.org/science/Publication-S6PE/index.php. For a repository of data used in the publication, go to: https://dcc.ligo.org/LIGO-P1200021/public; Modifications thanks to referee reports