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Observation of gravitational waves from two neutron star-black hole coalescences

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C., Barbieri, C., Barish, B. C., Barker, D., Barneo, P., Barone, F., Barr, B., Barsotti, L., Barsuglia, M., Barta, D., Bartlett, J., Barton, M. A., Bartos, I., Bassiri, R., Basti, A., Bawaj, M., Bayley, J. C., Baylor, A. C., Bazzan, M., Bécsy, B., Bedakihale, V. M., Bejger, M., Belahcene, I., Benedetto, V., Beniwal, D., Benjamin, M. G., Benkel, R., Bennett, T. F., Bentley, J. D., BenYaala, M., Bergamin, F., Berger, B. K., Bernuzzi, S., Berry, C. P. L., Bersanetti, D., Bertolini, A., Betzwieser, J., Bhandare, R., Bhandari, A. V., Bhattacharjee, D., Bhaumik, S., Bidler, J., Bilenko, I. A., Billingsley, G., Birney, R., Birnholtz, O., Biscans, S., Bischi, M., Biscoveanu, S., Bisht, A., Biswas, B., Bitossi, M., Bizouard, M.-A., Blackburn, J. K., Blackman, J., Blair, C. D., Blair, D. G., Blair, R. M., Bobba, F., Bode, N., Boer, M., Bogaert, G., Boldrini, M., Bondu, F., Bonilla, E., Bonnand, R., Booker, P., Boom, B. A., Bork, R., Boschi, V., Bose, N., Bose, S., Bossilkov, V., Boudart, V., Bouffanais, Y., Bozzi, A., Bradaschia, C., Brady, P. R., Bramley, A., Branch, A., Branchesi, M., Brau, J. E., Breschi, M., Briant, T., Briggs, J. H., Brillet, A., Brinkmann, M., Brockill, P., Brooks, A. F., Brooks, J., Brown, D. D., Brunett, S., Bruno, G., Bruntz, R., Bryant, J., Buikema, A., Bulik, T., Bulten, H. J., Buonanno, A., Buscicchio, R., Buskulic, D., Byer, R. L., Cadonati, L., Caesar, M., Cagnoli, G., Cahillane, C., Cain III, H. W., Calderón Bustillo, J., Callaghan, J. D., Callister, T. A., Calloni, E., Camp, J. B., Canepa, M., Cannavacciuolo, M., Cannon, K. C., Cao, H., Cao, J., Cao, Z., Capocasa, E., Capote, E., Carapella, G., Carbognani, F., Carlin, J. B., Carney, M. F., Carpinelli, M., Carullo, G., Carver, T. L., Casanueva Diaz, J., Casentini, C., Castaldi, G., Caudill, S., Cavaglià, M., Cavalier, F., Cavalieri, R., Cella, G., Cerdá-Durán, P., Cesarini, E., Chaibi, W., Chakravarti, K., Champion, B., Chan, C.-H., Chan, C., Chan, C. L., Chan, M., Chandra, K., Chanial, P., Chao, S., Charlton, P., Chase, E. A., Chassande-Mottin, E., Chatterjee, D., Chaturvedi, M., Chatziioannou, K., Chen, A., Chen, C., Chen, H. Y., Chen, J., Chen, K., Chen, X., Chen, Y.-B., Chen, Y.-R., Chen, Z., Cheng, H., Cheong, C. K., Cheung, H. Y., Chia, H. Y., Chiadini, F., Chiang, C-Y., Chierici, R., Chincarini, A., Chiofalo, M. L., Chiummo, A., Cho, G., Cho, H. S., Choate, S., Choudhary, R. K., Choudhary, S., Christensen, N., Chu, H., Chu, Q., Chu, Y-K., Chua, S., Chung, K. W., Ciani, G., Ciecielag, P., Cielar, M., Cifaldi, M., Ciobanu, A. A., Ciolfi, R., Cipriano, F., Cirone, A., Clara, F., Clark, E. N., Clark, J. A., Clarke, L., Clearwater, P., Clesse, S., Cleva, F., Coccia, E., Cohadon, P.-F., Cohen, D. E., Cohen, L., Colleoni, M., Collette, C. G., Colpi, M., Compton, C. M., Constancio Jr., M., Conti, L., Cooper, S. J., Corban, P., Corbitt, T. R., Cordero-Carrión, I., Corezzi, S., Corley, K. R., Cornish, N., Corre, D., Corsi, A., Cortese, S., Costa, C. A., Cotesta, R., Coughlin, M. W., Coughlin, S. B., Coulon, J.-P., Countryman, S. T., Cousins, B., Couvares, P., Covas, P. B., Coward, D. M., Cowart, M. J., Coyne, D. C., Coyne, R., Creighton, J. D. E., Creighton, T. D., Criswell, A. W., Croquette, M., Crowder, S. G., Cudell, J. R., Cullen, T. J., Cumming, A., Cummings, R., Cuoco, E., Curyo, M., Dal Canton, T., Dálya, G., Dana, A., DaneshgaranBajastani, L. M., D'Angelo, B., Danilishin, S. L., D'Antonio, S., Danzmann, K., Darsow-Fromm, C., Dasgupta, A., Datrier, L. E. H., Dattilo, V., Dave, I., Davier, M., Davies, G. S., Davis, D., Daw, E. J., Dean, R., DeBra, D., Deenadayalan, M., Degallaix, J., De Laurentis, M., Deléglise, S., Del Favero, V., De Lillo, F., De Lillo, N., Del Pozzo, W., DeMarchi, L. M., De Matteis, F., D'Emilio, V., Demos, N., Dent, T., Depasse, A., De Pietri, R., De Rosa, R., De Rossi, C., DeSalvo, R., De Simone, R., Dhurandhar, S., Díaz, M. C., Diaz-Ortiz Jr., M., Didio, N. A., Dietrich, T., Di Fiore, L., Di Fronzo, C., Di Giorgio, C., Di Giovanni, F., Di Girolamo, T., Di Lieto, A., Ding, B., Di Pace, S., Di Palma, I., Di Renzo, F., Divakarla, A. K., Dmitriev, A., Doctor, Z., D'Onofrio, L., Donovan, F., Dooley, K. L., Doravari, S., Dorrington, I., Drago, M., Driggers, J. C., Drori, Y., Du, Z., Ducoin, J.-G., Dupej, P., Durante, O., D'Urso, D., Duverne, P.-A., Dwyer, S. E., Easter, P. J., Ebersold, M., Eddolls, G., Edelman, B., Edo, T. B., Edy, O., Effler, A., Eguchi, S., Eichholz, J., Eikenberry, S. S., Eisenmann, M., Eisenstein, R. A., Ejlli, A., Enomoto, Y., Errico, L., Essick, R. C., Estellés, H., Estevez, D., Etienne, Z., Etzel, T., Evans, M., Evans, T. M., Ewing, B. E., Fafone, V., Fair, H., Fairhurst, S., Fan, X., Farah, A. M., Farinon, S., Farr, B., Farr, W. M., Farrow, N. W., Fauchon-Jones, E. J., Favata, M., Fays, M., Fazio, M., Feicht, J., Fejer, M. M., Feng, F., Fenyvesi, E., Ferguson, D. L., Fernandez-Galiana, A., Ferrante, I., Ferreira, T. A., Fidecaro, F., Figura, P., Fiori, I., Fishbach, M., Fisher, R. P., Fittipaldi, R., Fiumara, V., Flaminio, R., Floden, E., Flynn, E., Fong, H., Font, J. A., Fornal, B., Forsyth, P. W. F., Franke, A., Frasca, S., Frasconi, F., Frederick, C., Frei, Z., Freise, A., Frey, R., Fritschel, P., Frolov, V. V., Fronzé, G. G., Fujii, Y., Fujikawa, Y., Fukunaga, M., Fukushima, M., Fulda, P., Fyffe, M., Gabbard, H. A., Gadre, B. U., Gaebel, S. M., Gair, J. R., Gais, J., Galaudage, S., Gamba, R., Ganapathy, D., Ganguly, A., Gao, D., Gaonkar, S. G., Garaventa, B., García-Núñez, C., García-Quirós, C., Garufi, F., Gateley, B., Gaudio, S., Gayathri, V., Ge, G., Gemme, G., Gennai, A., George, J., Gergely, L., Gewecke, P., Ghonge, S., Ghosh, Abhirup., Ghosh, Archisman, Ghosh, Shaon, Ghosh, Shrobana, Ghosh, Sourath, Giacomazzo, B., Giacoppo, L., Giaime, J. A., Giardina, K. D., Gibson, D. R., Gier, C., Giesler, M., Giri, P., Gissi, F., Glanzer, J., Gleckl, A. E., Godwin, P., Goetz, E., Goetz, R., Gohlke, N., Goncharov, B., González, G., Gopakumar, A., Gosselin, M., Gouaty, R., Grace, B., Grado, A., Granata, M., Granata, V., Grant, A., Gras, S., Grassia, P., Gray, C., Gray, R., Greco, G., Green, A. C., Green, R., Gretarsson, A. M., Gretarsson, E. M., Griffith, D., Griffiths, W., Griggs, H. L., Grignani, G., Grimaldi, A., Grimes, E., Grimm, S. J., Grote, H., Grunewald, S., Gruning, P., Guerrero, J. G., Guidi, G. M., Guimaraes, A. R., Guixé, G., Gulati, H. K., Guo, H.-K., Guo, Y., Gupta, Anchal, Gupta, Anuradha, Gupta, P., Gustafson, E. K., Gustafson, R., Guzman, F., Ha, S., Haegel, L., Hagiwara, A., Haino, S., Halim, O., Hall, E. D., Hamilton, E. Z., Hammond, G., Han, W.-B., Haney, M., Hanks, J., Hanna, C., Hannam, M. D., Hannuksela, O. A., Hansen, H., Hansen, T. J., Hanson, J., Harder, T., Hardwick, T., Haris, K., Harms, J., Harry, G. M., Harry, I. W., Hartwig, D., Hasegawa, K., Haskell, B., Hasskew, R. K., Haster, C.-J., Hattori, K., Haughian, K., Hayakawa, H., Hayama, K., Hayes, F. J., Healy, J., Heidmann, A., Heintze, M. C., Heinze, J., Heinzel, J., Heitmann, H., Hellman, F., Hello, P., Helmling-Cornell, A. F., Hemming, G., Hendry, M., Heng, I. S., Hennes, E., Hennig, J., Hennig, M. H., Hernandez Vivanco, F., Heurs, M., Hild, S., Hill, P., Himemoto, Y., Hinderer, T., Hines, A. S., Hiranuma, Y., Hirata, N., Hirose, E., Ho, W. C. G., Hochheim, S., Hofman, D., Hohmann, J. N., Holgado, A. M., Holland, N. A., Hollows, I. J., Holmes, Z. J., Holt, K., Holz, D. E., Hong, Z., Hopkins, P., Hough, J., Howell, E. J., Hoy, C. G., Hoyland, D., Hreibi, A., Hsieh, B-H., Hsu, Y., Huang, G-Z., Huang, H-Y., Huang, P., Huang, Y-C., Huang, Y.-J., Huang, Y.-W., Hübner, M. T., Huddart, A. D., Huerta, E. A., Hughey, B., Hui, D. C. Y., Hui, V., Husa, S., Huttner, S. H., Huxford, R., Huynh-Dinh, T., Ide, S., Idzkowski, B., Iess, A., Ikenoue, B., Imam, S., Inayoshi, K., Inchauspe, H., Ingram, C., Inoue, Y., Intini, G., Ioka, K., Isi, M., Isleif, K., Ito, K., Itoh, Y., Iyer, B. R., Izumi, K., JaberianHamedan, V., Jacqmin, T., Jadhav, S. J., Jadhav, S. P., James, A. L., Jan, A. Z., Jani, K., Janssens, K., Janthalur, N. N., Jaranowski, P., Jariwala, D., Jaume, R., Jenkins, A. C., Jeon, C., Jeunon, M., Jia, W., Jiang, J., Jin, H.-B., Johns, G. R., Jones, A. W., Jones, D. I., Jones, J. D., Jones, P., Jones, R., Jonker, R. J. G., Ju, L., Jung, K., Jung, P., Junker, J., Kaihotsu, K., Kajita, T., Kakizaki, M., Kalaghatgi, C. V., Kalogera, V., Kamai, B., Kamiizumi, M., Kanda, N., Kandhasamy, S., Kang, G., Kanner, J. B., Kao, Y., Kapadia, S. J., Kapasi, D. P., Karat, S., Karathanasis, C., Karki, S., Kashyap, R., Kasprzack, M., Kastaun, W., Katsanevas, S., Katsavounidis, E., Katzman, W., Kaur, T., Kawabe, K., Kawaguchi, K., Kawai, N., Kawasaki, T., Kéfélian, F., Keitel, D., Key, J. S., Khadka, S., Khalili, F. Y., Khan, I., Khan, S., Khazanov, E. A., Khetan, N., Khursheed, M., Kijbunchoo, N., Kim, C., Kim, J. C., Kim, J., Kim, K., Kim, W. S., Kim, Y.-M., Kimball, C., Kimura, N., King, P. J., Kinley-Hanlon, M., Kirchhoff, R., Kissel, J. S., Kita, N., Kitazawa, H., Kleybolte, L., Klimenko, S., Knee, A. M., Knowles, T. D., Knyazev, E., Koch, P., Koekoek, G., Kojima, Y., Kokeyama, K., Koley, S., Kolitsidou, P., Kolstein, M., Komori, K., Kondrashov, V., Kong, A. K. H., Kontos, A., Koper, N., Korobko, M., Kotake, K., Kovalam, M., Kozak, D. B., Kozakai, C., Kozu, R., Kringel, V., Krishnendu, N. V., Królak, A., Kuehn, G., Kuei, F., Kumar, A., Kumar, P., Kumar, Rahul, Kumar, Rakesh, Kume, J., Kuns, K., Kuo, C., Kuo, H-S., Kuromiya, Y., Kuroyanagi, S., Kusayanagi, K., Kwak, K., Kwang, S., Laghi, D., Lalande, E., Lam, T. L., Lamberts, A., Landry, M., Landry, P., Lane, B. B., Lang, R. N., Lange, J., Lantz, B., La Rosa, I., Lartaux-Vollard, A., Lasky, P. D., Laxen, M., Lazzarini, A., Lazzaro, C., Leaci, P., Leavey, S., Lecoeuche, Y. K., Lee, H. K., Lee, H. M., Lee, H. W., Lee, J., Lee, K., Lee, R., Lehmann, J., Lemaître, A., Leon, E., Leonardi, M., Leroy, N., Letendre, N., Levin, Y., Leviton, J. N., Li, A. K. Y., Li, B., Li, J., Li, K. L., Li, T. G. F., Li, X., Lin, C-Y., Lin, F-K., Lin, F-L., Lin, H. L., Lin, L. C.-C., Linde, F., Linker, S. D., Linley, J. N., Littenberg, T. B., Liu, G. C., Liu, J., Liu, K., Liu, X., Llorens-Monteagudo, M., Lo, R. K. L., Lockwood, A., Lollie, M. L., London, L. T., Longo, A., Lopez, D., Lorenzini, M., Loriette, V., Lormand, M., Losurdo, G., Lough, J. D., Lousto, C. O., Lovelace, G., Lück, H., Lumaca, D., Lundgren, A. P., Luo, L.-W., Macas, R., MacInnis, M., Macleod, D. M., MacMillan, I. A. O., Macquet, A., Magaña Hernandez, I., Magaña-Sandoval, F., Magazzù, C., Magee, R. M., Maggiore, R., Majorana, E., Makarem, C., Maksimovic, I., Maliakal, S., Malik, A., Man, N., Mandic, V., Mangano, V., Mango, J. L., Mansell, G. L., Manske, M., Mantovani, M., Mapelli, M., Marchesoni, F., Marchio, M., Marion, F., Mark, Z., Márka, S., Márka, Z., Markakis, C., Markosyan, A. S., Markowitz, A., Maros, E., Marquina, A., Marsat, S., Martelli, F., Martin, I. W., Martin, R. M., Martinez, M., Martinez, V., Martinovic, K., Martynov, D. V., Marx, E. J., Masalehdan, H., Mason, K., Massera, E., Masserot, A., Massinger, T. J., Masso-Reid, M., Mastrogiovanni, S., Matas, A., Mateu-Lucena, M., Matichard, F., Matiushechkina, M., Mavalvala, N., McCann, J. 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J., Moraru, D., Morawski, F., More, A., Moreno, C., Moreno, G., Mori, Y., Morisaki, S., Moriwaki, Y., Mours, B., Mow-Lowry, C. M., Mozzon, S., Muciaccia, F., Mukherjee, Arunava, Mukherjee, D., Mukherjee, Soma, Mukherjee, Subroto, Mukund, N., Mullavey, A., Munch, J., Muñiz, E. A., Murray, P. G., Musenich, R., Nadji, S. L., Nagano, K., Nagano, S., Nagar, A., Nakamura, K., Nakano, H., Nakano, M., Nakashima, R., Nakayama, Y., Nardecchia, I., Narikawa, T., Naticchioni, L., Nayak, B., Nayak, R. K., Negishi, R., Neil, B. F., Neilson, J., Nelemans, G., Nelson, T. J. N., Nery, M., Neunzert, A., Ng, K. Y., Ng, S. W. S., Nguyen, C., Nguyen, P., Nguyen, T., Nguyen Quynh, L., Ni, W.-T., Nichols, S. A., Nishizawa, A., Nissanke, S., Nocera, F., Noh, M., Norman, M., North, C., Nozaki, S., Nuttall, L. K., Oberling, J., O'Brien, B. D., Obuchi, Y., O'Dell, J., Ogaki, W., Oganesyan, G., Oh, J. J., Oh, K., Oh, S. H., Ohashi, M., Ohishi, N., Ohkawa, M., Ohme, F., Ohta, H., Okada, M. A., Okutani, Y., Okutomi, K., Olivetto, C., Oohara, K., Ooi, C., Oram, R., O?Reilly, B., Ormiston, R. G., Ormsby, N. D., Ortega, L. F., O'Shaughnessy, R., O'Shea, E., Oshino, S., Ossokine, S., Osthelder, C., Otabe, S., Ottaway, D. J., Overmier, H., Pace, A. E., Pagano, G., Page, M. A., Pagliaroli, G., Pai, A., Pai, S. A., Palamos, J. R., Palashov, O., Palomba, C., Pan, K., Panda, P. K., Pang, H., Pang, P. T. H., Pankow, C., Pannarale, F., Pant, B. C., Paoletti, F., Paoli, A., Paolone, A., Parisi, A., Park, J., Parker, W., Pascucci, D., Pasqualetti, A., Passaquieti, R., Passuello, D., Patel, M., Patricelli, B., Payne, E., Pechsiri, T. C., Pedraza, M., Pegoraro, M., Pele, A., Peña Arellano, F. E., Penn, S., Perego, A., Pereira, A., Pereira, T., Perez, C. J., Périgois, C., Perreca, A., Perriès, S., Petermann, J., Petterson, D., Pfeiffer, H. P., Pham, K. A., Phukon, K. S., Piccinni, O. 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J., Soni, K., Soni, S., Sorazu, B., Sordini, V., Sorrentino, F., Sorrentino, N., Sotani, H., Soulard, R., Souradeep, T., Sowell, E., Spagnuolo, V., Spencer, A. P., Spera, M., Srivastava, A. K., Srivastava, V., Staats, K., Stachie, C., Steer, D. A., Steinlechner, J., Steinlechner, S., Stops, D. J., Stevenson, S., Stover, M., Strain, K. A., Strang, L. C., Stratta, G., Strunk, A., Sturani, R., Stuver, A. L., Südbeck, J., Sudhagar, S., Sudhir, V., Sugimoto, R., Suh, H. G., Summerscales, T. Z., Sun, H., Sun, L., Sunil, S., Sur, A., Suresh, J., Sutton, P. J., Suzuki, Takamasa, Suzuki, Toshikazu, Swinkels, B. L., Szczepa?czyk, M. J., Szewczyk, P., Tacca, M., Tagoshi, H., Tait, S. C., Takahashi, H., Takahashi, R., Takamori, A., Takano, S., Takeda, H., Takeda, M., Talbot, C., Tanaka, H., Tanaka, Kazuyuki, Tanaka, Kenta, Tanaka, Taiki, Tanaka, Takahiro, Tanasijczuk, A. J., Tanioka, S., Tanner, D. B., Tao, D., Tapia, A., Tapia San Martin, E. N., Tasson, J. 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Observation of gravitational waves from two neutron star-black hole coalescences. Astrophysical Journal Letters 915 (1) , L5. 10.3847/2041-8213/ac082e

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We report the observation of gravitational waves from two compact binary coalescences in LIGO's and Virgo's third observing run with properties consistent with neutron star–black hole (NSBH) binaries. The two events are named GW200105_162426 and GW200115_042309, abbreviated as GW200105 and GW200115; the first was observed by LIGO Livingston and Virgo and the second by all three LIGO–Virgo detectors. The source of GW200105 has component masses $8.{9}_{-1.5}^{+1.2}$ and $1.{9}_{-0.2}^{+0.3}\,{M}_{\odot }$, whereas the source of GW200115 has component masses $5.{7}_{-2.1}^{+1.8}$ and $1.{5}_{-0.3}^{+0.7}\,{M}_{\odot }$ (all measurements quoted at the 90% credible level). The probability that the secondary's mass is below the maximal mass of a neutron star is 89%–96% and 87%–98%, respectively, for GW200105 and GW200115, with the ranges arising from different astrophysical assumptions. The source luminosity distances are ${280}_{-110}^{+110}$ and ${300}_{-100}^{+150}\,\mathrm{Mpc}$, respectively. The magnitude of the primary spin of GW200105 is less than 0.23 at the 90% credible level, and its orientation is unconstrained. For GW200115, the primary spin has a negative spin projection onto the orbital angular momentum at 88% probability. We are unable to constrain the spin or tidal deformation of the secondary component for either event. We infer an NSBH merger rate density of ${45}_{-33}^{+75}\,{\mathrm{Gpc}}^{-3}\,{\mathrm{yr}}^{-1}$ when assuming that GW200105 and GW200115 are representative of the NSBH population or ${130}_{-69}^{+112}\,{\mathrm{Gpc}}^{-3}\,{\mathrm{yr}}^{-1}$ under the assumption of a broader distribution of component masses.

Item Type: Article
Date Type: Publication
Status: Published
Schools: Physics and Astronomy
Additional Information: Original content from this work may be used under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 licence.
Publisher: American Astronomical Society
ISSN: 2041-8205
Date of First Compliant Deposit: 30 July 2021
Date of Acceptance: 4 June 2021
Last Modified: 27 Sep 2022 01:25
URI: https://orca.cardiff.ac.uk/id/eprint/143034

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