[論文レビュー] GWTC-3: Compact Binary Coalescences Observed by LIGO and Virgo During the Second Part of the Third Observing Run

The LIGO Scientific Collaboration, The Virgo Collaboration+1660 more|Open Repository and Bibliography (University of Liège)|Nov 5, 2021

Pulsars and Gravitational Waves Research被引用数 61

ひとこと要約

この論文は、LIGOとVirgoが第三回観測実施の後半で観測した GWTC-3 カタログを提示し、検出と源特性を詳述します。

ABSTRACT

The third Gravitational-Wave Transient Catalog (GWTC-3) describes signals detected with Advanced LIGO and Advanced Virgo up to the end of their third observing run. Updating the previous GWTC-2.1, we present candidate gravitational waves from compact binary coalescences during the second half of the third observing run (O3b) between 1 November 2019, 15:00 UTC and 27 March 2020, 17:00 UTC. There are 35 compact binary coalescence candidates identified by at least one of our search algorithms with a probability of astrophysical origin $p_\mathrm{astro} > 0.5$. Of these, 18 were previously reported as low-latency public alerts, and 17 are reported here for the first time. Based upon estimates for the component masses, our O3b candidates with $p_\mathrm{astro} > 0.5$ are consistent with gravitational-wave signals from binary black holes or neutron star-black hole binaries, and we identify none from binary neutron stars. However, from the gravitational-wave data alone, we are not able to measure matter effects that distinguish whether the binary components are neutron stars or black holes. The range of inferred component masses is similar to that found with previous catalogs, but the O3b candidates include the first confident observations of neutron star-black hole binaries. Including the 35 candidates from O3b in addition to those from GWTC-2.1, GWTC-3 contains 90 candidates found by our analysis with $p_\mathrm{astro} > 0.5$ across the first three observing runs. These observations of compact binary coalescences present an unprecedented view of the properties of black holes and neutron stars.

研究の動機と目的

• 第三回観測実行の後半におけるコンパクトバイナリ共振検出のカタログを提示する。
• 検出イベントの源特性と推定結果を特徴づける。
• 検出方法論、データ品質、および統計的考慮事項を要約する。
• 更新されたカタログに基づく統合率推定と集団推論を提供する。

提案手法

• 指定された観測期間中のLIGOとVirgoの観測を収集し、検証する。
• コンパクトバイナリ共振イベントを識別し分類する。
• 重力波信号から質量やスピンなどの源パラメータを推定する。
• 不確実性を定量化し、レートと分布に対する集団レベルの分析を行う。
• 統計的手法を適用してイベントの総合的なカタログを構築する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 第三回観測実行の後半で検出されたコンパクトバイナリ共振イベントは何か。
• RQ2 これらのイベントに対して推定される源特性分布（例：質量、スピン）は何か。
• RQ3 GWTC-3に基づく統合率密度と集団特性への影響は何か。

主な発見

• 第三回観測実行の後半においてLIGOとVirgoによって報告されたコンパクトバイナリ共振検出のカタログ。
• 検出されたイベントの推定源特性とその不確実性がカタログに要約されている。
• 統合率推定などの集団レベルの影響がGWTC-3に基づいて更新されている。