Search for long-lived gravitational-wave transients coincident with long gamma-ray bursts

J. Aasi, J. Abadie, B. P. Abbott, R. Abbott, T. Abbott, M. R. Abernathy, T. Accadia, F. Acernese, C. Adams, T. Adams, R. X. Adhikari, C. Affeldt, M. Agathos, N. Aggarwal, O. D. Aguiar, P. Ajith, B. Allen, A. Allocca, E. Amador Ceron, D. AmariuteiR. A. Anderson, S. B. Anderson, W. G. Anderson, K. Arai, M. C. Araya, C. Arceneaux, J. Areeda, S. Ast, S. M. Aston, P. Astone, P. Aufmuth, C. Aulbert, L. Austin, B. E. Aylott, S. Babak, P. T. Baker, G. Ballardin, S. W. Ballmer, J. C. Barayoga, D. Barker, S. H. Barnum, F. Barone, B. Barr, L. Barsotti, M. Barsuglia, M. A. Barton, I. Bartos, R. Bassiri, A. Basti, J. Batch, J. Bauchrowitz, Th S. Bauer, M. Bebronne, B. Behnke, M. Bejger, M. G. Beker, A. S. Bell, C. Bell, I. Belopolski, G. Bergmann, J. M. Berliner, D. Bersanetti, A. Bertolini, D. Bessis, J. Betzwieser, P. T. Beyersdorf, T. Bhadbhade, I. A. Bilenko, G. Billingsley, J. Birch, M. Bitossi, M. A. Bizouard, E. Black, J. K. Blackburn, L. Blackburn, D. Blair, M. Blom, O. Bock, T. P. Bodiya, M. Boer, C. Bogan, C. Bond, F. Bondu, L. Bonelli, R. Bonnand, R. Bork, M. Born, V. Boschi, S. Bose, L. Bosi, J. Bowers, C. Bradaschia, P. R. Brady, V. B. Braginsky, M. Branchesi, C. A. Brannen, J. E. Brau, J. Breyer, T. Briant, D. O. Bridges, A. Brillet, M. Brinkmann, V. Brisson, M. Britzger, A. F. Brooks, D. A. Brown, D. D. Brown, F. Brückner, T. Bulik, H. J. Bulten, A. Buonanno, D. Buskulic, C. Buy, R. L. Byer, L. Cadonati, G. Cagnoli, J. Calderón Bustillo, E. Calloni, J. B. Camp, P. Campsie, K. C. Cannon, B. Canuel, J. Cao, C. D. Capano, F. Carbognani, L. Carbone, S. Caride, A. Castiglia, S. Caudill, M. Cavaglià, F. Cavalier, R. Cavalieri, G. Cella, C. Cepeda, E. Cesarini, R. Chakraborty, T. Chalermsongsak, S. Chao, P. Charlton, E. Chassande-Mottin, X. Chen, Y. Chen, A. Chincarini, A. Chiummo, H. S. Cho, J. Chow, N. Christensen, Q. Chu, S. S.Y. Chua, S. Chung, G. Ciani, F. Clara, D. E. Clark, J. A. Clark, F. Cleva, E. Coccia, P. F. Cohadon, A. Colla, M. Colombini, M. Constancio, A. Conte, R. Conte, D. Cook, T. R. Corbitt, M. Cordier, N. Cornish, A. Corsi, C. A. Costa, M. W. Coughlin, J. P. Coulon, S. Countryman, P. Couvares, D. M. Coward, M. Cowart, D. C. Coyne, K. Craig, J. D.E. Creighton, T. D. Creighton, S. G. Crowder, A. Cumming, L. Cunningham, E. Cuoco, K. Dahl, T. Dal Canton, M. Damjanic, S. L. Danilishin, S. D'Antonio, K. Danzmann, V. Dattilo, B. Daudert, H. Daveloza, M. Davier, G. S. Davies, E. J. Daw, R. Day, T. Dayanga, R. De Rosa, G. Debreczeni, J. Degallaix, W. Del Pozzo, E. Deleeuw, S. Deléglise, T. Denker, T. Dent, H. Dereli, V. Dergachev, R. Derosa, R. Desalvo, S. Dhurandhar, L. Di Fiore, A. Di Lieto, I. Di Palma, A. Di Virgilio, M. Díaz, A. Dietz, K. Dmitry, F. Donovan, K. L. Dooley, S. Doravari, M. Drago, R. W.P. Drever, J. C. Driggers, Z. Du, J. C. Dumas, S. Dwyer, T. Eberle, M. Edwards, A. Effler, P. Ehrens, J. Eichholz, S. S. Eikenberry, G. Endroczi, R. Essick, T. Etzel, K. Evans, M. Evans, T. Evans, M. Factourovich, V. Fafone, S. Fairhurst, Q. Fang, S. Farinon, B. Farr, W. Farr, M. Favata, D. Fazi, H. Fehrmann, D. Feldbaum, I. Ferrante, F. Ferrini, F. Fidecaro, L. S. Finn, I. Fiori, R. Fisher, R. Flaminio, E. Foley, S. Foley, E. Forsi, N. Fotopoulos, J. D. Fournier, S. Franco, S. Frasca, F. Frasconi, M. Frede, M. Frei, Z. Frei, A. Freise, R. Frey, T. T. Fricke, P. Fritschel, V. V. Frolov, M. K. Fujimoto, P. Fulda, M. Fyffe, J. Gair, L. Gammaitoni, J. Garcia, F. Garufi, N. Gehrels, G. Gemme, E. Genin, A. Gennai, L. Gergely, S. Ghosh, J. A. Giaime, S. Giampanis, K. D. Giardina, A. Giazotto, S. Gil-Casanova, C. Gill, J. Gleason, E. Goetz, R. Goetz, L. Gondan, G. González, N. Gordon, M. L. Gorodetsky, S. Gossan, S. Goßler, R. Gouaty, C. Graef, P. B. Graff, M. Granata, A. Grant, S. Gras, C. Gray, R. J.S. Greenhalgh, A. M. Gretarsson, C. Griffo, P. Groot, H. Grote, K. Grover, S. Grunewald, G. M. Guidi, C. Guido, K. E. Gushwa, E. K. Gustafson, R. Gustafson, B. Hall, E. Hall, D. Hammer, G. Hammond, M. Hanke, J. Hanks, C. Hanna, J. Hanson, J. Harms, G. M. Harry, I. W. Harry, E. D. Harstad, M. T. Hartman, K. Haughian, K. Hayama, J. Heefner, A. Heidmann, M. Heintze, H. Heitmann, P. Hello, G. Hemming, M. Hendry, I. S. Heng, A. W. Heptonstall, M. Heurs, S. Hild, D. Hoak, K. A. Hodge, K. Holt, M. Holtrop, T. Hong, S. Hooper, T. Horrom, D. J. Hosken, J. Hough, E. J. Howell, Y. Hu, Z. Hua, V. Huang, E. A. Huerta, B. Hughey, S. Husa, S. H. Huttner, M. Huynh, T. Huynh-Dinh, J. Iafrate, D. R. Ingram, R. Inta, T. Isogai, A. Ivanov, B. R. Iyer, K. Izumi, M. Jacobson, E. James, H. Jang, Y. J. Jang, P. Jaranowski, F. Jiménez-Forteza, W. W. Johnson, D. Jones, D. I. Jones, R. Jones, R. J.G. Jonker, L. Ju, K. Haris, P. Kalmus, V. Kalogera, S. Kandhasamy, G. Kang, J. B. Kanner, M. Kasprzack, R. Kasturi, E. Katsavounidis, W. Katzman, H. Kaufer, K. Kaufman, K. Kawabe, S. Kawamura, F. Kawazoe, F. Kéfélian, D. Keitel, D. B. Kelley, W. Kells, D. G. Keppel, A. Khalaidovski, F. Y. Khalili, E. A. Khazanov, B. K. Kim, C. Kim, K. Kim, N. Kim, W. Kim, Y. M. Kim, E. J. King, P. J. King, D. L. Kinzel, J. S. Kissel, S. Klimenko, J. Kline, S. Koehlenbeck, K. Kokeyama, V. Kondrashov, S. Koranda, W. Z. Korth, I. Kowalska, D. Kozak, A. Kremin, V. Kringel, A. Królak, C. Kucharczyk, S. Kudla, G. Kuehn, A. Kumar, P. Kumar, R. Kumar, R. Kurdyumov, P. Kwee, M. Landry, B. Lantz, S. Larson, P. D. Lasky, C. Lawrie, A. Lazzarini, A. Le Roux, P. Leaci, E. O. Lebigot, C. H. Lee, H. K. Lee, H. M. Lee, J. Lee, J. Lee, M. Leonardi, J. R. Leong, N. Leroy, N. Letendre, B. Levine, J. B. Lewis, V. Lhuillier, T. G.F. Li, A. C. Lin, T. B. Littenberg, V. Litvine, F. Liu, H. Liu, Y. Liu, Z. Liu, D. Lloyd, N. A. Lockerbie, V. Lockett, D. Lodhia, K. Loew, J. Logue, A. L. Lombardi, M. Lorenzini, V. Loriette, M. Lormand, G. Losurdo, J. Lough, J. Luan, M. J. Lubinski, H. Lück, A. P. Lundgren, J. Macarthur, E. Macdonald, B. Machenschalk, M. Macinnis, D. M. Macleod, F. Magana-Sandoval, M. Mageswaran, K. Mailand, E. Majorana, I. Maksimovic, V. Malvezzi, N. Man, G. M. Manca, I. Mandel, V. Mandic, V. Mangano, M. Mantovani, F. Marchesoni, F. Marion, S. Márka, Z. Márka, A. Markosyan, E. Maros, J. Marque, F. Martelli, I. W. Martin, R. M. Martin, L. Martinelli, D. Martynov, J. N. Marx, K. Mason, A. Masserot, T. J. Massinger, F. Matichard, L. Matone, R. A. Matzner, N. Mavalvala, G. May, N. Mazumder, G. Mazzolo, R. McCarthy, D. E. McClelland, S. C. McGuire, G. McIntyre, J. McIver, D. Meacher, G. D. Meadors, M. Mehmet, J. Meidam, T. Meier, A. Melatos, G. Mendell, R. A. Mercer, S. Meshkov, C. Messenger, M. S. Meyer, H. Miao, C. Michel, E. E. Mikhailov, L. Milano, J. Miller, Y. Minenkov, C. M.F. Mingarelli, S. Mitra, V. P. Mitrofanov, G. Mitselmakher, R. Mittleman, B. Moe, M. Mohan, S. R.P. Mohapatra, F. Mokler, D. Moraru, G. Moreno, N. Morgado, T. Mori, S. R. Morriss, K. Mossavi, B. Mours, C. M. Mow-Lowry, C. L. Mueller, G. Mueller, S. Mukherjee, A. Mullavey, J. Munch, D. Murphy, P. G. Murray, A. Mytidis, M. F. Nagy, D. Nanda Kumar, I. Nardecchia, T. Nash, L. Naticchioni, R. Nayak, V. Necula, G. Nelemans, I. Neri, M. Neri, G. Newton, T. Nguyen, E. Nishida, A. Nishizawa, A. Nitz, F. Nocera, D. Nolting, M. E. Normandin, L. K. Nuttall, E. Ochsner, J. O'Dell, E. Oelker, G. H. Ogin, J. J. Oh, S. H. Oh, F. Ohme, P. Oppermann, B. O'Reilly, W. Ortega Larcher, R. O'Shaughnessy, C. Osthelder, C. D. Ott, D. J. Ottaway, R. S. Ottens, J. Ou, H. Overmier, B. J. Owen, C. Padilla, A. Pai, C. Palomba, Y. Pan, C. Pankow, F. Paoletti, R. Paoletti, M. A. Papa, H. Paris, A. Pasqualetti, R. Passaquieti, D. Passuello, M. Pedraza, P. Peiris, S. Penn, A. Perreca, M. Phelps, M. Pichot, M. Pickenpack, F. Piergiovanni, V. Pierro, L. Pinard, B. Pindor, I. M. Pinto, M. Pitkin, J. Poeld, R. Poggiani, V. Poole, C. Poux, V. Predoi, T. Prestegard, L. R. Price, M. Prijatelj, M. Principe, S. Privitera, G. A. Prodi, L. Prokhorov, O. Puncken, M. Punturo, P. Puppo, V. Quetschke, E. Quintero, R. Quitzow-James, F. J. Raab, D. S. Rabeling, I. Rácz, H. Radkins, P. Raffai, S. Raja, G. Rajalakshmi, M. Rakhmanov, C. Ramet, P. Rapagnani, V. Raymond, V. Re, C. M. Reed, T. Reed, T. Regimbau, S. Reid, D. H. Reitze, F. Ricci, R. Riesen, K. Riles, N. A. Robertson, F. Robinet, A. Rocchi, S. Roddy, C. Rodriguez, M. Rodruck, C. Roever, L. Rolland, J. G. Rollins, J. D. Romano, R. Romano, G. Romanov, J. H. Romie, D. Rosińska, S. Rowan, A. Rüdiger, P. Ruggi, K. Ryan, F. Salemi, L. Sammut, V. Sandberg, J. Sanders, V. Sannibale, I. Santiago-Prieto, E. Saracco, B. Sassolas, B. S. Sathyaprakash, P. R. Saulson, R. Savage, R. Schilling, R. Schnabel, R. M.S. Schofield, E. Schreiber, D. Schuette, B. Schulz, B. F. Schutz, P. Schwinberg, J. Scott, S. M. Scott, F. Seifert, D. Sellers, A. S. Sengupta, D. Sentenac, A. Sergeev, D. Shaddock, S. Shah, M. S. Shahriar, M. Shaltev, B. Shapiro, P. Shawhan, D. H. Shoemaker, T. L. Sidery, K. Siellez, X. Siemens, D. Sigg, D. Simakov, A. Singer, L. Singer, A. M. Sintes, G. R. Skelton, B. J.J. Slagmolen, J. Slutsky, J. R. Smith, M. R. Smith, R. J.E. Smith, N. D. Smith-Lefebvre, K. Soden, E. J. Son, B. Sorazu, T. Souradeep, L. Sperandio, A. Staley, E. Steinert, J. Steinlechner, S. Steinlechner, S. Steplewski, D. Stevens, A. Stochino, R. Stone, K. A. Strain, N. Straniero, S. Strigin, A. S. Stroeer, R. Sturani, A. L. Stuver, T. Z. Summerscales, S. Susmithan, P. J. Sutton, B. Swinkels, G. Szeifert, M. Tacca, D. Talukder, L. Tang, D. B. Tanner, S. P. Tarabrin, R. Taylor, A. P.M. Ter Braack, M. P. Thirugnanasambandam, M. Thomas, P. Thomas, K. A. Thorne, K. S. Thorne, E. Thrane, V. Tiwari, K. V. Tokmakov, C. Tomlinson, A. Toncelli, M. Tonelli, O. Torre, C. V. Torres, C. I. Torrie, F. Travasso, G. Traylor, M. Tse, D. Ugolini, C. S. Unnikrishnan, H. Vahlbruch, G. Vajente, M. Vallisneri, J. F.J. Van Den Brand, C. Van Den Broeck, S. Van Der Putten, M. V. Van Der Sluys, J. Van Heijningen, A. A. Van Veggel, S. Vass, M. Vasúth, R. Vaulin, A. Vecchio, G. Vedovato, J. Veitch, P. J. Veitch, K. Venkateswara, D. Verkindt, S. Verma, F. Vetrano, A. Viceré, R. Vincent-Finley, J. Y. Vinet, S. Vitale, B. Vlcek, T. Vo, H. Vocca, C. Vorvick, W. D. Vousden, D. Vrinceanu, S. P. Vyachanin, A. Wade, L. Wade, M. Wade, S. J. Waldman, M. Walker, L. Wallace, Y. Wan, J. Wang, M. Wang, X. Wang, A. Wanner, R. L. Ward, M. Was, B. Weaver, L. W. Wei, M. Weinert, A. J. Weinstein, R. Weiss, T. Welborn, L. Wen, P. Wessels, M. West, T. Westphal, K. Wette, J. T. Whelan, S. E. Whitcomb, D. J. White, B. F. Whiting, S. Wibowo, K. Wiesner, C. Wilkinson, L. Williams, R. Williams, T. Williams, J. L. Willis, B. Willke, M. Wimmer, L. Winkelmann, W. Winkler, C. C. Wipf, H. Wittel, G. Woan, J. Worden, J. Yablon, I. Yakushin, H. Yamamoto, C. C. Yancey, H. Yang, D. Yeaton-Massey, S. Yoshida, H. Yum, M. Yvert, A. Zadrozny, M. Zanolin, J. P. Zendri, F. Zhang, L. Zhang, C. Zhao, H. Zhu, X. J. Zhu, N. Zotov, M. E. Zucker, J. Zweizig

Research output: Contribution to journalArticle

26 Scopus citations

Abstract

Long gamma-ray bursts (GRBs) have been linked to extreme core-collapse supernovae from massive stars. Gravitational waves (GW) offer a probe of the physics behind long GRBs. We investigate models of long-lived (∼10-1000 s) GW emission associated with the accretion disk of a collapsed star or with its protoneutron star remnant. Using data from LIGO's fifth science run, and GRB triggers from the Swift experiment, we perform a search for unmodeled long-lived GW transients. Finding no evidence of GW emission, we place 90% confidence-level upper limits on the GW fluence at Earth from long GRBs for three waveforms inspired by a model of GWs from accretion disk instabilities. These limits range from F<3.5 ergs cm-2 to F<1200 ergs cm -2, depending on the GRB and on the model, allowing us to probe optimistic scenarios of GW production out to distances as far as ≈33 Mpc. Advanced detectors are expected to achieve strain sensitivities 10× better than initial LIGO, potentially allowing us to probe the engines of the nearest long GRBs.

Original languageEnglish
Article number122004
JournalPhysical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology
Volume88
Issue number12
DOIs
StatePublished - 13 Dec 2013

    Fingerprint

Cite this

Aasi, J., Abadie, J., Abbott, B. P., Abbott, R., Abbott, T., Abernathy, M. R., Accadia, T., Acernese, F., Adams, C., Adams, T., Adhikari, R. X., Affeldt, C., Agathos, M., Aggarwal, N., Aguiar, O. D., Ajith, P., Allen, B., Allocca, A., Amador Ceron, E., ... Zweizig, J. (2013). Search for long-lived gravitational-wave transients coincident with long gamma-ray bursts. Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology, 88(12), [122004]. https://doi.org/10.1103/PhysRevD.88.122004