Prospects for observing and localizing gravitational-wave transients with Advanced LIGO, Advanced Virgo and KAGRA

Author:

Abbott B. P., ,Abbott R.,Abbott T. D.,Abernathy M. R.,Acernese F.,Ackley K.,Adams C.,Adams T.,Addesso P.,Adhikari R. X.,Adya V. B.,Affeldt C.,Agathos M.,Agatsuma K.,Aggarwal N.,Aguiar O. D.,Aiello L.,Ain A.,Ajith P.,Akutsu T.,Allen B.,Allocca A.,Altin P. A.,Ananyeva A.,Anderson S. B.,Anderson W. G.,Ando M.,Appert S.,Arai K.,Araya A.,Araya M. C.,Areeda J. S.,Arnaud N.,Arun K. G.,Asada H.,Ascenzi S.,Ashton G.,Aso Y.,Ast M.,Aston S. M.,Astone P.,Atsuta S.,Aufmuth P.,Aulbert C.,Avila-Alvarez A.,Awai K.,Babak S.,Bacon P.,Bader M. K. M.,Baiotti L.,Baker P. T.,Baldaccini F.,Ballardin G.,Ballmer S. W.,Barayoga J. C.,Barclay S. E.,Barish B. C.,Barker D.,Barone F.,Barr B.,Barsotti L.,Barsuglia M.,Barta D.,Bartlett J.,Barton M. A.,Bartos I.,Bassiri R.,Basti A.,Batch J. C.,Baune C.,Bavigadda V.,Bazzan M.,Bécsy B.,Beer C.,Bejger M.,Belahcene I.,Belgin M.,Bell A. S.,Berger B. K.,Bergmann G.,Berry C. P. L.,Bersanetti D.,Bertolini A.,Betzwieser J.,Bhagwat S.,Bhandare R.,Bilenko I. A.,Billingsley G.,Billman C. R.,Birch J.,Birney R.,Birnholtz O.,Biscans S.,Bisht A.,Bitossi M.,Biwer C.,Bizouard M. A.,Blackburn J. K.,Blackman J.,Blair C. D.,Blair D. G.,Blair R. M.,Bloemen S.,Bock O.,Boer M.,Bogaert G.,Bohe A.,Bondu F.,Bonnand R.,Boom B. A.,Bork R.,Boschi V.,Bose S.,Bouffanais Y.,Bozzi A.,Bradaschia C.,Brady P. R.,Braginsky V. B.,Branchesi M.,Brau J. E.,Briant T.,Brillet A.,Brinkmann M.,Brisson V.,Brockill P.,Broida J. E.,Brooks A. F.,Brown D. A.,Brown D. D.,Brown N. M.,Brunett S.,Buchanan C. C.,Buikema A.,Bulik T.,Bulten H. J.,Buonanno A.,Buskulic D.,Buy C.,Byer R. L.,Cabero M.,Cadonati L.,Cagnoli G.,Cahillane C.,Calderón Bustillo J.,Callister T. A.,Calloni E.,Camp J. B.,Cannon K. C.,Cao H.,Cao J.,Capano C. D.,Capocasa E.,Carbognani F.,Caride S.,Casanueva Diaz J.,Casentini C.,Caudill S.,Cavaglià M.,Cavalier F.,Cavalieri R.,Cella G.,Cepeda C. B.,Cerboni Baiardi L.,Cerretani G.,Cesarini E.,Chamberlin S. J.,Chan M.,Chao S.,Charlton P.,Chassande-Mottin E.,Cheeseboro B. D.,Chen H. Y.,Chen Y.,Cheng H.-P.,Chincarini A.,Chiummo A.,Chmiel T.,Cho H. S.,Cho M.,Chow J. H.,Christensen N.,Chu Q.,Chua A. J. K.,Chua S.,Chung S.,Ciani G.,Clara F.,Clark J. A.,Cleva F.,Cocchieri C.,Coccia E.,Cohadon P.-F.,Colla A.,Collette C. G.,Cominsky L.,Constancio M.,Conti L.,Cooper S. J.,Corbitt T. R.,Cornish N.,Corsi A.,Cortese S.,Costa C. A.,Coughlin M. W.,Coughlin S. B.,Coulon J.-P.,Countryman S. T.,Couvares P.,Covas P. B.,Cowan E. E.,Coward D. M.,Cowart M. J.,Coyne D. C.,Coyne R.,Creighton J. D. E.,Creighton T. D.,Cripe J.,Crowder S. G.,Cullen T. J.,Cumming A.,Cunningham L.,Cuoco E.,Canton T. Dal,Danilishin S. L.,D’Antonio S.,Danzmann K.,Dasgupta A.,Da Silva Costa C. F.,Dattilo V.,Dave I.,Davier M.,Davies G. S.,Davis D.,Daw E. J.,Day B.,Day R.,De S.,DeBra D.,Debreczeni G.,Degallaix J.,De Laurentis M.,Deléglise S.,Del Pozzo W.,Denker T.,Dent T.,Dergachev V.,De Rosa R.,DeRosa R. T.,DeSalvo R.,Devine R. C.,Dhurandhar S.,Díaz M. C.,Fiore L. Di,Giovanni M. Di,Girolamo T. Di,Lieto A. Di,Pace S. Di,Palma I. Di,Virgilio A. Di,Doctor Z.,Doi K.,Dolique V.,Donovan F.,Dooley K. L.,Doravari S.,Dorrington I.,Douglas R.,Dovale Álvarez M.,Downes T. P.,Drago M.,Drever R. W. P.,Driggers J. C.,Du Z.,Ducrot M.,Dwyer S. E.,Eda K.,Edo T. B.,Edwards M. C.,Effler A.,Eggenstein H.-B.,Ehrens P.,Eichholz J.,Eikenberry S. S.,Eisenstein R. A.,Essick R. C.,Etienne Z.,Etzel T.,Evans M.,Evans T. M.,Everett R.,Factourovich M.,Fafone V.,Fair H.,Fairhurst S.,Fan X.,Farinon S.,Farr B.,Farr W. M.,Fauchon-Jones E. J.,Favata M.,Fays M.,Fehrmann H.,Fejer M. M.,Fernández Galiana A.,Ferrante I.,Ferreira E. C.,Ferrini F.,Fidecaro F.,Fiori I.,Fiorucci D.,Fisher R. P.,Flaminio R.,Fletcher M.,Fong H.,Forsyth S. S.,Fournier J.-D.,Frasca S.,Frasconi F.,Frei Z.,Freise A.,Frey R.,Frey V.,Fries E. M.,Fritschel P.,Frolov V. V.,Fujii Y.,Fujimoto M.-K.,Fulda P.,Fyffe M.,Gabbard H.,Gadre B. U.,Gaebel S. M.,Gair J. R.,Gammaitoni L.,Gaonkar S. G.,Garufi F.,Gaur G.,Gayathri V.,Gehrels N.,Gemme G.,Genin E.,Gennai A.,George J.,Gergely L.,Germain V.,Ghonge S.,Ghosh Abhirup,Ghosh Archisman,Ghosh S.,Giaime J. A.,Giardina K. D.,Giazotto A.,Gill K.,Glaefke A.,Goetz E.,Goetz R.,Gondan L.,González G.,Gonzalez Castro J. M.,Gopakumar A.,Gorodetsky M. L.,Gossan S. E.,Gosselin M.,Gouaty R.,Grado A.,Graef C.,Granata M.,Grant A.,Gras S.,Gray C.,Greco G.,Green A. C.,Groot P.,Grote H.,Grunewald S.,Guidi G. M.,Guo X.,Gupta A.,Gupta M. K.,Gushwa K. E.,Gustafson E. K.,Gustafson R.,Hacker J. J.,Hagiwara A.,Hall B. R.,Hall E. D.,Hammond G.,Haney M.,Hanke M. M.,Hanks J.,Hanna C.,Hannam M. D.,Hanson J.,Hardwick T.,Harms J.,Harry G. M.,Harry I. W.,Hart M. J.,Hartman M. T.,Haster C.-J.,Haughian K.,Hayama K.,Healy J.,Heidmann A.,Heintze M. C.,Heitmann H.,Hello P.,Hemming G.,Hendry M.,Heng I. S.,Hennig J.,Henry J.,Heptonstall A. W.,Heurs M.,Hild S.,Hirose E.,Hoak D.,Hofman D.,Holt K.,Holz D. E.,Hopkins P.,Hough J.,Houston E. A.,Howell E. J.,Hu Y. M.,Huerta E. A.,Huet D.,Hughey B.,Husa S.,Huttner S. H.,Huynh-Dinh T.,Indik N.,Ingram D. R.,Inta R.,Ioka K.,Isa H. N.,Isac J.-M.,Isi M.,Isogai T.,Itoh Y.,Iyer B. R.,Izumi K.,Jacqmin T.,Jani K.,Jaranowski P.,Jawahar S.,Jiménez-Forteza F.,Johnson W. W.,Jones D. I.,Jones R.,Jonker R. J. G.,Ju L.,Junker J.,Kagawa T.,Kajita T.,Kakizaki M.,Kalaghatgi C. V.,Kalogera V.,Kamiizumi M.,Kanda N.,Kandhasamy S.,Kanemura S.,Kaneyama M.,Kang G.,Kanner J. B.,Karki S.,Karvinen K. S.,Kasprzack M.,Kataoka Y.,Katsavounidis E.,Katzman W.,Kaufer S.,Kaur T.,Kawabe K.,Kawai N.,Kawamura S.,Kéfélian F.,Keitel D.,Kelley D. B.,Kennedy R.,Key J. S.,Khalili F. Y.,Khan I.,Khan S.,Khan Z.,Khazanov E. A.,Kijbunchoo N.,Kim C.,Kim H.,Kim J. C.,Kim J.,Kim W.,Kim Y.-M.,Kimbrell S. J.,Kimura N.,King E. J.,King P. J.,Kirchhoff R.,Kissel J. S.,Klein B.,Kleybolte L.,Klimenko S.,Koch P.,Koehlenbeck S. M.,Kojima Y.,Kokeyama K.,Koley S.,Komori K.,Kondrashov V.,Kontos A.,Korobko M.,Korth W. Z.,Kotake K.,Kowalska I.,Kozak D. B.,Krämer C.,Kringel V.,Krishnan B.,Królak A.,Kuehn G.,Kumar P.,Kumar Rahul,Kumar Rakesh,Kuo L.,Kuroda K.,Kutynia A.,Kuwahara Y.,Lackey B. D.,Landry M.,Lang R. N.,Lange J.,Lantz B.,Lanza R. K.,Lartaux-Vollard A.,Lasky P. D.,Laxen M.,Lazzarini A.,Lazzaro C.,Leaci P.,Leavey S.,Lebigot E. O.,Lee C. H.,Lee H. K.,Lee H. M.,Lee H. W.,Lee K.,Lehmann J.,Lenon A.,Leonardi M.,Leong J. R.,Leroy N.,Letendre N.,Levin Y.,Li T. G. F.,Libson A.,Littenberg T. B.,Liu J.,Lockerbie N. A.,Lombardi A. L.,London L. T.,Lord J. E.,Lorenzini M.,Loriette V.,Lormand M.,Losurdo G.,Lough J. D.,Lousto C. O.,Lovelace G.,Lück H.,Lundgren A. P.,Lynch R.,Ma Y.,Macfoy S.,Machenschalk B.,MacInnis M.,Macleod D. M.,Magaña-Sandoval F.,Majorana E.,Maksimovic I.,Malvezzi V.,Man N.,Mandic V.,Mangano V.,Mano S.,Mansell G. L.,Manske M.,Mantovani M.,Marchesoni F.,Marchio M.,Marion F.,Márka S.,Márka Z.,Markosyan A. S.,Maros E.,Martelli F.,Martellini L.,Martin I. W.,Martynov D. V.,Mason K.,Masserot A.,Massinger T. J.,Masso-Reid M.,Mastrogiovanni S.,Matichard F.,Matone L.,Matsumoto N.,Matsushima F.,Mavalvala N.,Mazumder N.,McCarthy R.,McClelland D. E.,McCormick S.,McGrath C.,McGuire S. C.,McIntyre G.,McIver J.,McManus D. J.,McRae T.,McWilliams S. T.,Meacher D.,Meadors G. D.,Meidam J.,Melatos A.,Mendell G.,Mendoza-Gandara D.,Mercer R. A.,Merilh E. L.,Merzougui M.,Meshkov S.,Messenger C.,Messick C.,Metzdorff R.,Meyers P. M.,Mezzani F.,Miao H.,Michel C.,Michimura Y.,Middleton H.,Mikhailov E. E.,Milano L.,Miller A. L.,Miller A.,Miller B. B.,Miller J.,Millhouse M.,Minenkov Y.,Ming J.,Mirshekari S.,Mishra C.,Mitrofanov V. P.,Mitselmakher G.,Mittleman R.,Miyakawa O.,Miyamoto A.,Miyamoto T.,Miyoki S.,Moggi A.,Mohan M.,Mohapatra S. R. P.,Montani M.,Moore B. C.,Moore C. J.,Moraru D.,Moreno G.,Morii W.,Morisaki S.,Moriwaki Y.,Morriss S. R.,Mours B.,Mow-Lowry C. M.,Mueller G.,Muir A. W.,Mukherjee Arunava,Mukherjee D.,Mukherjee S.,Mukund N.,Mullavey A.,Munch J.,Muniz E. A. M.,Murray P. G.,Mytidis A.,Nagano S.,Nakamura K.,Nakamura T.,Nakano H.,Nakano Masaya,Nakano Masayuki,Nakao K.,Napier K.,Nardecchia I.,Narikawa T.,Naticchioni L.,Nelemans G.,Nelson T. J. N.,Neri M.,Nery M.,Neunzert A.,Newport J. M.,Newton G.,Nguyen T. T.,Ni W.-T.,Nielsen A. B.,Nissanke S.,Nitz A.,Noack A.,Nocera F.,Nolting D.,Normandin M. E. N.,Nuttall L. K.,Oberling J.,Ochsner E.,Oelker E.,Ogin G. H.,Oh J. J.,Oh S. H.,Ohashi M.,Ohishi N.,Ohkawa M.,Ohme F.,Okutomi K.,Oliver M.,Ono K.,Ono Y.,Oohara K.,Oppermann P.,Oram Richard J.,O’Reilly B.,O’Shaughnessy R.,Ottaway D. J.,Overmier H.,Owen B. J.,Pace A. E.,Page J.,Pai A.,Pai S. A.,Palamos J. R.,Palashov O.,Palomba C.,Pal-Singh A.,Pan H.,Pankow C.,Pannarale F.,Pant B. C.,Paoletti F.,Paoli A.,Papa M. A.,Paris H. R.,Parker W.,Pascucci D.,Pasqualetti A.,Passaquieti R.,Passuello D.,Patricelli B.,Pearlstone B. L.,Pedraza M.,Pedurand R.,Pekowsky L.,Pele A.,Peña Arellano F. E.,Penn S.,Perez C. J.,Perreca A.,Perri L. M.,Pfeiffer H. P.,Phelps M.,Piccinni O. J.,Pichot M.,Piergiovanni F.,Pierro V.,Pillant G.,Pinard L.,Pinto I. M.,Pitkin M.,Poe M.,Poggiani R.,Popolizio P.,Post A.,Powell J.,Prasad J.,Pratt J. W. W.,Predoi V.,Prestegard T.,Prijatelj M.,Principe M.,Privitera S.,Prodi G. A.,Prokhorov L. G.,Puncken O.,Punturo M.,Puppo P.,Pürrer M.,Qi H.,Qin J.,Qiu S.,Quetschke V.,Quintero E. A.,Quitzow-James R.,Raab F. J.,Rabeling D. S.,Radkins H.,Raffai P.,Raja S.,Rajan C.,Rakhmanov M.,Rapagnani P.,Raymond V.,Razzano M.,Re V.,Read J.,Regimbau T.,Rei L.,Reid S.,Reitze D. H.,Rew H.,Reyes S. D.,Rhoades E.,Ricci F.,Riles K.,Rizzo M.,Robertson N. A.,Robie R.,Robinet F.,Rocchi A.,Rolland L.,Rollins J. G.,Roma V. J.,Romano R.,Romie J. H.,Rosińska D.,Rowan S.,Rüdiger A.,Ruggi P.,Ryan K.,Sachdev S.,Sadecki T.,Sadeghian L.,Sago N.,Saijo M.,Saito Y.,Sakai K.,Sakellariadou M.,Salconi L.,Saleem M.,Salemi F.,Samajdar A.,Sammut L.,Sampson L. M.,Sanchez E. J.,Sandberg V.,Sanders J. R.,Sasaki Y.,Sassolas B.,Sathyaprakash B. S.,Sato S.,Sato T.,Saulson P. R.,Sauter O.,Savage R. L.,Sawadsky A.,Schale P.,Scheuer J.,Schmidt E.,Schmidt J.,Schmidt P.,Schnabel R.,Schofield R. M. S.,Schönbeck A.,Schreiber E.,Schuette D.,Schutz B. F.,Schwalbe S. G.,Scott J.,Scott S. M.,Sekiguchi T.,Sekiguchi Y.,Sellers D.,Sengupta A. S.,Sentenac D.,Sequino V.,Sergeev A.,Setyawati Y.,Shaddock D. A.,Shaffer T. J.,Shahriar M. S.,Shapiro B.,Shawhan P.,Sheperd A.,Shibata M.,Shikano Y.,Shimoda T.,Shoda A.,Shoemaker D. H.,Shoemaker D. M.,Siellez K.,Siemens X.,Sieniawska M.,Sigg D.,Silva A. D.,Singer A.,Singer L. P.,Singh A.,Singh R.,Singhal A.,Sintes A. M.,Slagmolen B. J. J.,Smith B.,Smith J. R.,Smith R. J. E.,Somiya K.,Son E. J.,Sorazu B.,Sorrentino F.,Souradeep T.,Spencer A. P.,Srivastava A. K.,Staley A.,Steinke M.,Steinlechner J.,Steinlechner S.,Steinmeyer D.,Stephens B. C.,Stevenson S. P.,Stone R.,Strain K. A.,Straniero N.,Stratta G.,Strigin S. E.,Sturani R.,Stuver A. L.,Sugimoto Y.,Summerscales T. Z.,Sun L.,Sunil S.,Sutton P. J.,Suzuki T.,Swinkels B. L.,Szczepańczyk M. J.,Tacca M.,Tagoshi H.,Takada S.,Takahashi H.,Takahashi R.,Takamori A.,Talukder D.,Tanaka H.,Tanaka K.,Tanaka T.,Tanner D. B.,Tápai M.,Taracchini A.,Tatsumi D.,Taylor R.,Telada S.,Theeg T.,Thomas E. G.,Thomas M.,Thomas P.,Thorne K. A.,Thrane E.,Tippens T.,Tiwari S.,Tiwari V.,Tokmakov K. V.,Toland K.,Tomaru T.,Tomlinson C.,Tonelli M.,Tornasi Z.,Torrie C. I.,Töyrä D.,Travasso F.,Traylor G.,Trifirò D.,Trinastic J.,Tringali M. C.,Trozzo L.,Tse M.,Tso R.,Tsubono K.,Tsuzuki T.,Turconi M.,Tuyenbayev D.,Uchiyama T.,Uehara T.,Ueki S.,Ueno K.,Ugolini D.,Unnikrishnan C. S.,Urban A. L.,Ushiba T.,Usman S. A.,Vahlbruch H.,Vajente G.,Valdes G.,van Bakel N.,van Beuzekom M.,van den Brand J. F. J.,Van Den Broeck C.,Vander-Hyde D. C.,van der Schaaf L.,van Heijningen J. V.,van Putten M. H. P. M.,van Veggel A. A.,Vardaro M.,Varma V.,Vass S.,Vasúth M.,Vecchio A.,Vedovato G.,Veitch J.,Veitch P. J.,Venkateswara K.,Venugopalan G.,Verkindt D.,Vetrano F.,Viceré A.,Viets A. D.,Vinciguerra S.,Vine D. J.,Vinet J.-Y.,Vitale S.,Vo T.,Vocca H.,Vorvick C.,Voss D. V.,Vousden W. D.,Vyatchanin S. P.,Wade A. R.,Wade L. E.,Wade M.,Wakamatsu T.,Walker M.,Wallace L.,Walsh S.,Wang G.,Wang H.,Wang M.,Wang Y.,Ward R. L.,Warner J.,Was M.,Watchi J.,Weaver B.,Wei L.-W.,Weinert M.,Weinstein A. J.,Weiss R.,Wen L.,Weßels P.,Westphal T.,Wette K.,Whelan J. T.,Whiting B. F.,Whittle C.,Williams D.,Williams R. D.,Williamson A. R.,Willis J. L.,Willke B.,Wimmer M. H.,Winkler W.,Wipf C. C.,Wittel H.,Woan G.,Woehler J.,Worden J.,Wright J. L.,Wu D. S.,Wu G.,Yam W.,Yamamoto H.,Yamamoto K.,Yamamoto T.,Yancey C. C.,Yano K.,Yap M. J.,Yokoyama J.,Yokozawa T.,Yoon T. H.,Yu Hang,Yu Haocun,Yuzurihara H.,Yvert M.,Zadrożny A.,Zangrando L.,Zanolin M.,Zeidler S.,Zendri J.-P.,Zevin M.,Zhang L.,Zhang M.,Zhang T.,Zhang Y.,Zhao C.,Zhou M.,Zhou Z.,Zhu S. J.,Zhu X. J.,Zucker M. E.,Zweizig J.

Abstract

AbstractWe present possible observing scenarios for the Advanced LIGO, Advanced Virgo and KAGRA gravitational-wave detectors over the next decade, with the intention of providing information to the astronomy community to facilitate planning for multi-messenger astronomy with gravitational waves. We estimate the sensitivity of the network to transient gravitational-wave signals, and study the capability of the network to determine the sky location of the source. We report our findings for gravitational-wave transients, with particular focus on gravitational-wave signals from the inspiral of binary neutron star systems, which are the most promising targets for multi-messenger astronomy. The ability to localize the sources of the detected signals depends on the geographical distribution of the detectors and their relative sensitivity, and $$90\%$$ 90 % credible regions can be as large as thousands of square degrees when only two sensitive detectors are operational. Determining the sky position of a significant fraction of detected signals to areas of 5–$$20~\mathrm {deg}^2$$ 20 deg 2 requires at least three detectors of sensitivity within a factor of $$\sim 2$$ 2 of each other and with a broad frequency bandwidth. When all detectors, including KAGRA and the third LIGO detector in India, reach design sensitivity, a significant fraction of gravitational-wave signals will be localized to a few square degrees by gravitational-wave observations alone.

Publisher

Springer Science and Business Media LLC

Subject

Physics and Astronomy (miscellaneous)

同舟云学术

1.学者识别学者识别

2.学术分析学术分析

3.人才评估人才评估

"同舟云学术"是以全球学者为主线,采集、加工和组织学术论文而形成的新型学术文献查询和分析系统,可以对全球学者进行文献检索和人才价值评估。用户可以通过关注某些学科领域的顶尖人物而持续追踪该领域的学科进展和研究前沿。经过近期的数据扩容,当前同舟云学术共收录了国内外主流学术期刊6万余种,收集的期刊论文及会议论文总量共计约1.5亿篇,并以每天添加12000余篇中外论文的速度递增。我们也可以为用户提供个性化、定制化的学者数据。欢迎来电咨询!咨询电话:010-8811{复制后删除}0370

www.globalauthorid.com

TOP

Copyright © 2019-2024 北京同舟云网络信息技术有限公司
京公网安备11010802033243号  京ICP备18003416号-3