[논문 리뷰] 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 Collaboration외 1660명|Open Repository and Bibliography (University of Liège)|2021. 11. 05.

Pulsars and Gravitational Waves Research인용 수 61

한 줄 요약

이 논문은 GWTC-3 카탈로그를 제시하며 LIGO와 Virgo가 세 번째 관측 주기의 두 번째 부분에서 관측한 컴팩트 바이너리 합체를 검출하고 원천 속성을 상세히 다룬다.

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.

연구 동기 및 목표

• 세 번째 관측 주기의 두 번째 부분에서의 컴팩트 바이너리 합체 검출 카탈로그를 제시한다.
• 검출된 사건들의 원천 속성 및 추론 결과를 특징화한다.
• 검출 방법론, 데이터 품질 및 통계적 고려사항을 요약한다.
• 업데이트된 카탈로그를 기반으로 한 결합 비율 추정치 및 모집단 추론을 제공한다.

제안 방법

• 지정된 관측 기간 동안 LIGO와 Virgo의 관측을 수집하고 검증한다.
• 컴팩트 바이너리 합체 사건을 식별하고 분류한다.
• 중력파 신호로부터 질량 및 스핀 등의 원천 매개변수를 추론한다.
• 불확실성을 정량화하고 비율과 분포에 대한 모집단 수준 분석을 수행한다.
• 통계적 방법을 적용하여 포괄적인 사건 카탈로그를 구축한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 세 번째 관측 주기의 두 번째 부분에서 검출된 컴팩트 바이너리 합체 사건은 무엇인가?
• RQ2 이들 사건에 대해 추론된 원천 속성 분포(예: 질량, 스핀)는 무엇인가?
• RQ3 GWTC-3를 기반으로 한 합체율 밀도와 모집단 특성에 대한 함의는 무엇인가?

주요 결과

• 세 번째 관측 주기의 두 번째 부분 동안 LIGO 및 Virgo가 보고한 컴팩트 바이너리 합체 검출 카탈로그.
• 검출된 사건에 대한 추론된 원천 속성 및 그 불확실성이 카탈로그에 요약되어 있다.
• 합체율 추정치와 같은 모집단 차원의 함의가 GWTC-3를 기반으로 업데이트되었다.