Search for continuous gravitational waves from 20 accreting millisecond x-ray pulsars in O3 LIGO data

Abbott, R. et al. (2022) Search for continuous gravitational waves from 20 accreting millisecond x-ray pulsars in O3 LIGO data. Physical Review D, 105(2), 022002. (doi: 10.1103/PhysRevD.105.022002)

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Abstract

Results are presented of searches for continuous gravitational waves from 20 accreting millisecond x-ray pulsars with accurately measured spin frequencies and orbital parameters, using data from the third observing run of the Advanced LIGO and Advanced Virgo detectors. The search algorithm uses a hidden Markov model, where the transition probabilities allow the frequency to wander according to an unbiased random walk, while the J -statistic maximum-likelihood matched filter tracks the binary orbital phase. Three narrow subbands are searched for each target, centered on harmonics of the measured spin frequency. The search yields 16 candidates, consistent with a false alarm probability of 30% per subband and target searched. These candidates, along with one candidate from an additional target-of-opportunity search done for SAX J 1808.4 − 3658 , which was in outburst during one month of the observing run, cannot be confidently associated with a known noise source. Additional follow-up does not provide convincing evidence that any are a true astrophysical signal. When all candidates are assumed nonastrophysical, upper limits are set on the maximum wave strain detectable at 95% confidence, h 95 % 0 . The strictest constraint is h 95 % 0 = 4.7 × 10 − 26 from IGR J 17062 − 6143 . Constraints on the detectable wave strain from each target lead to constraints on neutron star ellipticity and r -mode amplitude, the strictest of which are ε 95 % = 3.1 × 10 − 7 and α 95 % = 1.8 × 10 − 5 respectively. This analysis is the most comprehensive and sensitive search of continuous gravitational waves from accreting millisecond x-ray pulsars to date.

Item Type:Articles
Status:Published
Refereed:Yes
Glasgow Author(s) Enlighten ID:Grant, Mr Alastair and Spencer, Mr Andrew and Masso Reid, Ms Mariela and Williams, Dr Daniel and Barr, Dr Bryan and Oelker, Dr Eric and Veitch, Dr John and Linley, Mr Jethro and Kinley-Hanlon, Maya Marie Antoinette and Heng, Professor Ik Siong and Dupej, Peter and Briggs, Mr Joseph and Webster, Dr Stephen and Hendry, Professor Martin and Rowan, Professor Sheila and Cunningham, Dr Liam and Gray, Ms Rachel and Steinlechner, Dr Sebastian and Datrier, Ms Laurence and Hough, Professor James and Huttner, Dr Sabina and De Lillo, Nicola and Barton, Dr Mark and Messenger, Dr Christopher and Toland, Mr Karl and Hayes, Mr Fergus and Hammond, Professor Giles and Cummings, Ms Rebecca and Steinlechner, Dr Jessica and Tait, Dr Simon and Scott, Dr Jamie and Martin, Dr Iain and Robertson, Professor Norna and Mukherjee, Dr Arunava and Gabbard, Mr Hunter and Cumming, Dr Alan and Williams, Mr Michael and Woan, Professor Graham and Callaghan, Mr Jack and Bayley, Mr Joseph and Strain, Professor Kenneth and Jones, Mr Russell and Eddolls, Graeme and Haughian, Dr Karen and McGhee, Graeme and Murray, Dr Peter
Authors: Abbott, R., Abbott, T. D., Acernese, F., Ackley, K., Adams, C., Adhikari, N., Adhikari, R. X., Adya, V. B., Affeldt, C., Agarwal, D., Agathos, M., Agatsuma, K., Aggarwal, N., Aguiar, O. D., Aiello, L., Ain, A., Akutsu, T., Albanesi, S., Allocca, A., Altin, P. A., Amato, A., Anand, C., Anand, S., Ananyeva, A., Anderson, S. B., Anderson, W. G., Ando, M., Andrade, T., Andres, N., Andrić, T., Angelova, S. V., Ansoldi, S., Antelis, J. M., Antier, S., Appert, S., Arai, K., Arai, K., Arai, Y., Araki, S., Araya, A., Araya, M. C., Areeda, J. S., Arène, M., Aritomi, N., Arnaud, N., Aronson, S. M., Arun, K. G., Asada, H., Asali, Y., Ashton, G., Aso, Y., Assiduo, M., Aston, S. M., Astone, P., Aubin, F., Austin, C., Babak, S., Badaracco, F., Bader, M. K. M., Badger, C., Bae, S., Bae, Y., Baer, A. M., Bagnasco, S., Bai, Y., Baiotti, L., Baird, J., Bajpai, R., Ball, M., Ballardin, G., Ballmer, S. W., Balsamo, A., Baltus, G., Banagiri, S., Bankar, D., Barayoga, J. 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C., Altamirano, D., Bult, P., Chakrabarty, D., Ng, M., Ray, P. S., Sanna, A., and Strohmayer, T. E.
Subjects:Q Science > QB Astronomy
Q Science > QC Physics
College/School:College of Science and Engineering > School of Physics and Astronomy
Research Group:Institute for Gravitational Research
Journal Name:Physical Review D
Publisher:American Physical Society
ISSN:2470-0010
ISSN (Online):2470-0029
Published Online:19 January 2022
Copyright Holders:Copyright © 2022 American Physical Society
First Published:First published in Physical Review D 105(2): 022002
Publisher Policy:Reproduced in accordance with the publisher copyright policy
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312546Investigations in Gravitational RadiationSheila RowanScience and Technology Facilities Council (STFC)ST/V005634/1ENG - Electronics & Nanoscale Engineering