Search for gravitational wave ringdowns from perturbed intermediate mass black holes in LIGO-Virgo data from 2005-2010

Aasi, J., Abbott, B. P., Abbott, R., Abbott, T., Abernathy, M. R., Acernese, F., Ackley, K., Adams, C., Adams, Thomas, Addesso, P., Adhikari, R. X., Affeldt, C., Agathos, M., Aggarwal, N., Aguiar, O. D., Ain, A., Ajith, P., Alemic, A., Allen, B., Allocca, A., Amariutei, D., Andersen, M., Anderson, R., Anderson, S. B., Anderson, W. G., Arai, K., Araya, M. C., Arceneaux, C., Areeda, J., Aston, S. M., Astone, P., Aufmuth, P., Aulbert, C., Austin, L., Aylott, B. E., Babak, S., Baker, P. T., Ballardin, G., Ballmer, S. W., Barayoga, J. C., Barbet, M., Barish, B. C., Barker, D., Barone, F., Barr, B., Barsotti, L., Barsuglia, M., Barton, M. A., Bartos, I., Bassiri, R., Basti, A., Batch, J. C., Bauchrowitz, J., Bauer, Th. S., Bavigadda, V., Behnke, B., Bejger, M., Beker, M. G., Belczynski, C., Bell, A. S., Bell, C., Benacquista, M., Bergmann, G., Bersanetti, D., Bertolini, A., Betzwieser, J., Beyersdorf, P. T., Bilenko, I. A., Billingsley, G., Birch, J., Biscans, S., Bitossi, M., Bizouard, M. A., Black, E., Blackburn, J. K., Blackburn, L., Blair, D., Bloemen, S., Bock, O., Bodiya, T. P., Boer, M., Bogaert, G., Bogan, C., Bond, C., Bondu, F., Bonelli, L., Bonnand, R., Bork, R., Born, M., Boschi, V., Bose, Sukanta, Bosi, L., Bradaschia, C., Brady, P. R., Braginsky, V. B., Branchesi, M., Brau, J. E., Briant, T., Bridges, D. O., Brillet, A., Brinkmann, M., Brisson, V., Brooks, A. F., Brown, D. A., Brown, D. D., Brueckner, F., Buchman, S., Bulik, T., Bulten, H. J., Buonanno, A., Burman, R., Buskulic, D., Buy, C., Cadonati, Laura, Cagnoli, G., Calderon Bustillo, J., Calloni, E., Camp, J. B., Campsie, P., Cannon, K. C., Canuel, B., Cao, J., Capano, C. D., Carbognani, F., Carbone, L., Caride, S., Castiglia, A., Caudill, S., Cavaglia, M., Cavalier, F., Cavalieri, R., Celerier, C., Cella, G., Cepeda, C., Cesarini, E., Chakraborty, R., Chalermsongsak, T., Chamberlin, S. J., Chao, S., Charlton, P., Chassande-Mottin, E., Chen, X., Chen, Y., Chincarini, A., Chiummo, A., Cho, H. S., Chow, J., Christensen, N., Chu, Q., Chua, S. S. Y., Chung, S., Ciani, G., Clara, F., Clark, J. A., Cleva, F., Coccia, E., Cohadon, P. -F., Colla, A., Collette, C., Colombini, M., Cominsky, L., Constancio, M., Conte, A., Cook, D., Corbitt, T. R., Cordier, M., Cornish, N., Corpuz, A., Corsi, A., Costa, C. A., Coughlin, M. W., Coughlin, S., Coulon, J. -P., Countryman, S., Couvares, P., Coward, D. M., Cowart, M., Coyne, D. C., Coyne, R., Craig, K., Creighton, J. D. E., Crowder, S. G., Cumming, A., Cunningham, L., Cuoco, E., Dahl, K., Dal Canton, T., Damjanic, M., Danilishin, S. L., D'Antonio, S., Danzmann, K., Dattilo, V., Daveloza, H., Davier, M., Davies, G. S., Daw, E. J., Day, R., Dayanga, T., Debreczeni, G., Degallaix, J., Deleglise, S., Del Pozzo, W., Denker, T., Dent, T., Dereli, H., Dergachev, V., De Rosa, R., DeRosa, R. T., DeSalvo, R., Dhurandhar, S., Diaz, M., Di Fiore, L., Di Lieto, A., Di Palma, I., Di Virgilio, A., Dolique, V., Donath, A., Donovan, F., Dooley, K. 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M., Gondan, L., Gonzalez, G., Gordon, N., Gorodetsky, M. L., Gossan, S., Gossler, S., Gouaty, R., Graef, C., Graff, P. B., Granata, M., Grant, A., Gras, S., Gray, C., Greenhalgh, R. J. S., Gretarsson, A. M., Groot, P., Grote, H., Grover, K., Grunewald, S., Guidi, G. M., Guido, C., Gushwa, K., Gustafson, E. K., Gustafson, R., Hammer, D., Hammond, G., Hanke, M., Hanks, J., Hanna, C., Hanson, J., Harms, J., Harry, G. M., Harry, I. W., Harstad, E. D., Hart, M., Hartman, M. T., Haster, C. -J., Haughian, K., Heidmann, A., Heintze, M., Heitmann, H., Hello, P., Hemming, G., Hendry, M., Heng, I. S., Heptonstall, A. W., Heurs, M., Hewitson, M., Hild, S., Hoak, D., Hodge, K. A., Holt, K., Hooper, S., Hopkins, Paul ORCID: https://orcid.org/0000-0003-1535-3848, Hosken, D. J., Hough, J., Howell, E. J., Hu, Y., Huerta, E., Hughey, B., Husa, S., Huttner, S. H., Huynh, M., Huynh-Dinh, T., Ingram, D. R., Inta, R., Isogai, T., Ivanov, A., Iyer, B. R., Izumi, K., Jacobson, M., James, E., Jang, H., Jaranowski, P., Ji, Y., Jimenez-Forteza, F., Johnson, W. W., Jones, D. I., Jones, R., Jonker, R. J. G., Ju, L., Haris, K., Kalmus, P., Kalogera, V., Kandhasamy, S., Kang, G., Kanner, J. B., Karlen, J., Kasprzack, M., Katsavounidis, E., Katzman, W., Kaufer, H., Kawabe, K., Kawazoe, F., Kefelian, F., Keiser, G. M., Keitel, D., Kelley, D. B., Kells, W., Khalaidovski, A., Khalili, F. Y., Khazanov, E. A., Kim, C., Kim, K., Kim, N., Kim, N. G., Kim, Y. -M., King, E. J., King, P. J., Kinzel, D. L., Kissel, J. S., Klimenko, S., Kline, J., Koehlenbeck, S., Kokeyama, K., Kondrashov, V., Koranda, S., Korth, W. Z., Kowalska, I., Kozak, D. B., Kremin, A., Kringel, V., Krishnan, B., Krolak, A., Kuehn, G., Kumar, A., Kumar, D. Nanda, Kumar, P., Kumar, R., Kuo, L., Kutynia, A., Kwee, P., Landry, M., Lantz, B., Larson, S., Lasky, P. D., Lawrie, C., Lazzarini, A., Lazzaro, C., Leaci, P., Leavey, S., Lebigot, E. O., Lee, C. -H., Lee, H. K., Lee, H. 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H., Ohme, Frank, Oppermann, P., O'Reilly, B., O'Shaughnessy, R., Osthelder, C., Ottaway, D. J., Ottens, R. S., Overmier, H., Owen, B. J., Padilla, C., Pai, A., Palashov, O., Palomba, C., Pan, H., Pan, Y., Pankow, C., Paoletti, F., Papa, M. A., Paris, H., Pasqualetti, A., Passaquieti, R., Passuello, D., Pedraza, M., Penn, S., Perreca, A., Phelps, M., Pichot, M., Pickenpack, M., Piergiovanni, F., Pierro, V., Pinard, L., Pinto, I. M., Pitkin, M., Poeld, J., Poggiani, R., Poteomkin, A., Powell, J., Prasad, J., Premachandra, S., Prestegard, T., Price, L. R., Prijatelj, M., Privitera, S., Prodi, G. A., Prokhorov, L., Puncken, O., Punturo, M., Puppo, P., Qin, J., Quetschke, V., Quintero, E., Quiroga, G., Quitzow-James, R., Raab, F. J., Rabeling, D. S., Racz, I., Radkins, H., Raffai, P., Raja, S., Rajalakshmi, G., Rakhmanov, M., Ramet, C., Ramirez, K., Rapagnani, P., Raymond, V., Razzano, M., Re, V., Read, J., Recchia, S., Reed, C. M., Regimbau, T., Reid, S., Reitze, D. H., Rhoades, E., Ricci, F., Riles, K., Robertson, N. A., Robinet, F., Rocchi, A., Rodruck, M., Rolland, L., Rollins, J. G., Romano, R., Romanov, G., Romie, J. H., Rosinska, D., Rowan, S., Ruediger, A., Ruggi, P., Ryan, K., Salemi, F., Sammut, L., Sandberg, V., Sanders, J. R., Sannibale, V., Santiago-Prieto, I., Saracco, E., Sassolas, B., Sathyaprakash, Bangalore Suryanarayana ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3845-7586, Saulson, P. R., Savage, R., Scheuer, J., Schilling, R., Schnabel, R., Schofield, R. M. S., Schreiber, E., Schuette, D., Schutz, Bernard Frederick ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9487-6983, Scott, J., Scott, S. M., Sellers, D., Sengupta, A. S., Sentenac, D., Sequino, V., Sergeev, A., Shaddock, D., Shah, S., Shahriar, M. S., Shaltev, M., Shapiro, B., Shawhan, P., Shoemaker, D. H., Sidery, T. L., Siellez, K., Siemens, X., Sigg, D., Simakov, D., Singer, A., Singer, L., Singh, R., Sintes, A. M., Slagmolen, B. J. J., Slutsky, J., Smith, J. R., Smith, M., Smith, R. J. E., Smith-Lefebvre, N. D., Son, E. J., Sorazu, B., Souradeep, T., Staley, A., Stebbins, J., Steinlechner, J., Steinlechner, S., Stephens, B. C., Steplewski, S., Stevenson, S., Stone, R., Stops, D., Strain, K. A., Straniero, N., Strigin, S., Sturani, R., Stuver, A. L., Summerscales, T. Z., Susmithan, S., Sutton, Patrick J. ORCID: https://orcid.org/0000-0003-1614-3922, Swinkels, B., Tacca, M., Talukder, D., Tanner, D. B., Tarabrin, S. P., Taylor, R., Thirugnanasambandam, M. P., Thomas, M., Thomas, P., Thorne, K. A., Thorne, K. S., Thrane, E., Tiwari, Vaibhav, Tokmakov, K. V., Tomlinson, C., Tonelli, M., Torres, C. V., Torrie, C. I., Travasso, F., Traylor, G., Tse, M., Ugolini, D., Unnikrishnan, C. S., Urban, A. L., Urbanek, K., Vahlbruch, H., Vajente, G., Valdes, G., Vallisneri, M., van Beuzekom, M., van den Brand, J. F. J., Van Den Broeck, C., van der Sluys, M. V., van Heijningen, J., van Veggel, A. A., Vass, S., Vasuth, M., Vaulin, R., Vecchio, A., Vedovato, G., Veitch, J., Veitch, P. 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Search for gravitational wave ringdowns from perturbed intermediate mass black holes in LIGO-Virgo data from 2005-2010. Physical Review d Particles and Fields 89 (10) , 102006. 10.1103/PhysRevD.89.102006

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Abstract

We report results from a search for gravitational waves produced by perturbed intermediate mass black holes (IMBH) in data collected by LIGO and Virgo between 2005 and 2010. The search was sensitive to astrophysical sources that produced damped sinusoid gravitational wave signals, also known as ringdowns, with frequency 50≤f 0 /Hz≤2000 and decay timescale 0.0001≲τ/s≲0.1 characteristic of those produced in mergers of IMBH pairs. No significant gravitational wave candidate was detected. We report upper limits on the astrophysical coalescence rates of IMBHs with total binary mass 50≤M/M ⊙ ≤450 and component mass ratios of either 1:1 or 4:1. For systems with total mass 100≤M/M ⊙ ≤150 , we report a 90% confidence upper limit on the rate of binary IMBH mergers with nonspinning and equal mass components of 6.9×10 −8   Mpc −3  yr −1 . We also report a rate upper limit for ringdown waveforms from perturbed IMBHs, radiating 1% of their mass as gravitational waves in the fundamental, ℓ=m=2 , oscillation mode, that is nearly three orders of magnitude more stringent than previous results.

Item Type:	Article
Date Type:	Publication
Status:	Published
Schools:	Physics and Astronomy
Subjects:	Q Science > QC Physics
Publisher:	American Physical Society
ISSN:	0556-2821
Last Modified:	14 May 2024 15:24
URI:	https://orca.cardiff.ac.uk/id/eprint/69601

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