Search for continuous gravitational wave emission from the Milky Way center in O3 LIGO-Virgo data

Abbott, R. et al. (2022) Search for continuous gravitational wave emission from the Milky Way center in O3 LIGO-Virgo data. Physical Review D, 106(4), 042003. (doi: 10.1103/PhysRevD.106.042003)

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Abstract

We present a directed search for continuous gravitational wave (CW) signals emitted by spinning neutron stars located in the inner parsecs of the Galactic Center (GC). Compelling evidence for the presence of a numerous population of neutron stars has been reported in the literature, turning this region into a very interesting place to look for CWs. In this search, data from the full O3 LIGO-Virgo run in the detector frequency band [ 10 , 2000 ]     Hz have been used. No significant detection was found and 95% confidence level upper limits on the signal strain amplitude were computed, over the full search band, with the deepest limit of about 7.6 × 10 − 26 at ≃ 142     Hz . These results are significantly more constraining than those reported in previous searches. We use these limits to put constraints on the fiducial neutron star ellipticity and r-mode amplitude. These limits can be also translated into constraints in the black hole mass–boson mass plane for a hypothetical population of boson clouds around spinning black holes located in the GC.

Item Type:Articles
Keywords:Cosmic rays astroparticles, dark matter, general relativity, gravitational waves.
Status:Published
Refereed:Yes
Glasgow Author(s) Enlighten ID:Grant, Mr Alastair and Spencer, Mr Andrew and Messenger, Dr Christopher and Masso Reid, Ms Mariela and Williams, Dr Daniel and Hayes, Mr Fergus and Hammond, Professor Giles and Barr, Dr Bryan and Cummings, Ms Rebecca and Oelker, Dr Eric and Smith, Ms Leigh and Steinlechner, Dr Jessica and Veitch, Dr John and Linley, Mr Jethro and Kinley-Hanlon, Maya Marie Antoinette and Alfaidi, Reem Atallah E and Heng, Professor Ik Siong and Dupej, Peter and Wright, Mr Michael and Tait, Dr Simon and Stachurski, Mr Federico and Briggs, Mr Joseph and Webster, Dr Stephen and Hendry, Professor Martin and Scott, Dr Jamie and Rowan, Professor Sheila and Chapman-Bird, Christian and Martin, Dr Iain and Robertson, Professor Norna and Lacaille, Mr Gregoire and Tornasi, Zeno and Mukherjee, Dr Arunava and Gabbard, Mr Hunter and Cumming, Dr Alan and Cunningham, Dr Liam and Gray, Ms Rachel and Woan, Professor Graham and Steinlechner, Dr Sebastian and Datrier, Ms Laurence and Hough, Professor James and Huttner, Dr Sabina and Graham, Ms Victoria and Callaghan, Mr Jack and Bayley, Mr Joseph and Strain, Professor Kenneth and Jones, Mr Russell and Eddolls, Graeme and Williams, Michael and Haughian, Dr Karen and De Lillo, Nicola and McGhee, Graeme and Murray, Dr Peter and Johnston, Ross and Barton, Dr Mark
Authors: Abbott, R., Abe, H., Acernese, F., Ackley, K., Adhikari, N., Adhikari, R. X., Adkins, V. K., Adya, V. B., Affeldt, C., Agarwal, D., Agathos, M., Agatsuma, K., Aggarwal, N., Aguiar, O. D., Aiello, L., Ain, A., Ajith, P., Akutsu, T., Albanesi, S., Alfaidi, R. A., 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., Andrés-Carcasona, M., Andrić, T., Angelova, S. V., Ansoldi, S., Antelis, J. M., Antier, S., Apostolatos, T., Appavuravther, E. Z., Appert, S., Apple, S. K., Arai, K., Araya, A., Araya, M. C., Areeda, J. S., Arène, M., Aritomi, N., Arnaud, N., Arogeti, M., Aronson, S. M., Arun, K. G., Asada, H., Asali, Y., Ashton, G., Aso, Y., Assiduo, M., Assis de Souza Melo, S., Aston, S. M., Astone, P., Aubin, F., AultONeal, K., Austin, C., Babak, S., Badaracco, F., Bader, M. K. M., Badger, C., Bae, S., Bae, Y., Baer, A. 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Subjects:Q Science > QB Astronomy
Q Science > QC Physics
College/School:College of Science and Engineering > School of Physics and Astronomy
Research Centre:College of Science and Engineering > School of Physics and Astronomy > Institute for Gravitational Research
Research Group:Institute for Gravitational Research
Journal Name:Physical Review D
Publisher:American Physical Society
ISSN:2470-0010
ISSN (Online):2470-0029
Published Online:09 August 2022
Copyright Holders:Copyright © 2022 American Physical Society
First Published:First published in Physical Review D 106(4): 042003
Publisher Policy:Reproduced in accordance with the publisher copyright policy
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309290Advanced LIGO Operations SupportKenneth StrainScience and Technology Facilities Council (STFC)ST/V001019/1P&S - Physics & Astronomy
312546Investigations in Gravitational RadiationSheila RowanScience and Technology Facilities Council (STFC)ST/V005634/1ENG - Electronics & Nanoscale Engineering