Abstract
We report the observation of gravitational waves from a binary-black-hole coalescence during the first two weeks of LIGO's and Virgo's third observing run. The signal was recorded on April 12, 2019 at 05â¶30â¶44 UTC with a network signal-to-noise ratio of 19. The binary is different from observations during the first two observing runs most notably due to its asymmetric masses: A ∼30 M⊙ black hole merged with a ∼8 M⊙ black hole companion. The more massive black hole rotated with a dimensionless spin magnitude between 0.22 and 0.60 (90% probability). Asymmetric systems are predicted to emit gravitational waves with stronger contributions from higher multipoles, and indeed we find strong evidence for gravitational radiation beyond the leading quadrupolar order in the observed signal. A suite of tests performed on GW190412 indicates consistency with Einstein's general theory of relativity. While the mass ratio of this system differs from all previous detections, we show that it is consistent with the population model of stellar binary black holes inferred from the first two observing runs.
| Original language | English |
|---|---|
| Article number | 043015 |
| Journal | Physical Review D |
| Volume | 102 |
| Issue number | 4 |
| DOIs | |
| State | Published - Aug 15 2020 |
| Externally published | Yes |
Funding
The authors gratefully acknowledge the support of the United States National Science Foundation (NSF) for the construction and operation of the LIGO Laboratory and Advanced LIGO as well as the Science and Technology Facilities Council (STFC) of the United Kingdom, the Max-Planck-Society (MPS), and the State of Niedersachsen/Germany for support of the construction of Advanced LIGO and construction and operation of the GEO600 detector. Additional support for Advanced LIGO was provided by the Australian Research Council. The authors gratefully acknowledge the Italian Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), the French Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) and the Netherlands Organization for Scientific Research, for the construction and operation of the Virgo detector and the creation and support of the EGO consortium. The authors also gratefully acknowledge research support from these agencies as well as by the Council of Scientific and Industrial Research of India, the Department of Science and Technology, India, the Science & Engineering Research Board (SERB), India, the Ministry of Human Resource Development, India, the Spanish Agencia Estatal de Investigación, the Vicepresidència i Conselleria d’Innovació, Recerca i Turisme and the Conselleria d’Educació i Universitat del Govern de les Illes Balears, the Conselleria d’Innovació, Universitats, Ciència i Societat Digital de la Generalitat Valenciana and the CERCA Programme Generalitat de Catalunya, Spain, the National Science Centre of Poland, the Swiss National Science Foundation (SNSF), the Russian Foundation for Basic Research, the Russian Science Foundation, the European Commission, the European Regional Development Funds (ERDF), the Royal Society, the Scottish Funding Council, the Scottish Universities Physics Alliance, the Hungarian Scientific Research Fund (OTKA), the French Lyon Institute of Origins (LIO), the Belgian Fonds de la Recherche Scientifique (FRS-FNRS), Actions de Recherche Concertées (ARC) and Fonds Wetenschappelijk Onderzoek–Vlaanderen (FWO), Belgium, the Paris Île-de-France Region, the National Research, Development and Innovation Office Hungary (NKFIH), the National Research Foundation of Korea, Industry Canada and the Province of Ontario through the Ministry of Economic Development and Innovation, the Natural Science and Engineering Research Council Canada, the Canadian Institute for Advanced Research, the Brazilian Ministry of Science, Technology, Innovations, and Communications, the International Center for Theoretical Physics South American Institute for Fundamental Research (ICTP-SAIFR), the Research Grants Council of Hong Kong, the National Natural Science Foundation of China (NSFC), the Leverhulme Trust, the Research Corporation, the Ministry of Science and Technology (MOST), Taiwan and the Kavli Foundation. The authors gratefully acknowledge the support of the NSF, STFC, INFN and CNRS for provision of computational resources. We also thank the anonymous referees for their valuable comments on this paper.
| Funders | Funder number |
|---|---|
| Actions de Recherche Concertées | |
| Conselleria d’Innovació, Universitats, Ciència i Societat Digital de la Generalitat Valenciana | |
| Fonds Wetenschappelijk Onderzoek–Vlaanderen | |
| French Lyon Institute of Origins | |
| National Science Foundation | 1912578, 1921006, 1806824, 1700765, 1707835, 1828187, 2012057, 1841475, 1841480, 1912649, 1809572 |
| National Science Foundation | |
| Kavli Foundation | |
| Canadian Institute for Advanced Research | |
| Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada | |
| Ontario Ministry of Economic Development and Innovation | |
| Science and Technology Facilities Council | |
| Leverhulme Trust | |
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| Scottish Funding Council | |
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| Australian Research Council | |
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| Council of Scientific and Industrial Research, India | |
| Schweizerischer Nationalfonds zur Förderung der Wissenschaftlichen Forschung | |
| National Natural Science Foundation of China | |
| Science and Engineering Research Board | |
| Russian Foundation for Basic Research | |
| Fonds De La Recherche Scientifique - FNRS | |
| Generalitat de Catalunya | |
| Research Grants Council, University Grants Committee | |
| Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek | |
| Hungarian Scientific Research Fund | |
| National Research Foundation of Korea | |
| Instituto Nazionale di Fisica Nucleare | |
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| Centre National de la Recherche Scientifique | |
| Russian Science Foundation | |
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| Universitat de les Illes Balears | |
| Nemzeti Kutatási Fejlesztési és Innovációs Hivatal | |
| Agencia Estatal de Investigación | |
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| Istituto Nazionale di Fisica Nucleare | |
| ICTP South American Institute for Fundamental Research |
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Dive into the research topics of 'GW190412: Observation of a binary-black-hole coalescence with asymmetric masses'. Together they form a unique fingerprint.Cite this
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In: Physical Review D, Vol. 102, No. 4, 043015, 15.08.2020.
Research output: Contribution to journal › Article › peer-review
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T1 - GW190412
T2 - Observation of a binary-black-hole coalescence with asymmetric masses
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AU - Lovelace, G.
AU - Lück, H.
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AU - Lundgren, A. P.
AU - Ma, Y.
AU - MacAs, R.
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AU - MacInnis, M.
AU - MacLeod, D. M.
AU - MacMillan, I. A.O.
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AU - Maganã Hernandez, I.
AU - Maganã-Sandoval, F.
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AU - Majorana, E.
AU - Maksimovic, I.
AU - Malik, A.
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AU - Mangano, V.
AU - Mansell, G. L.
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AU - Mapelli, M.
AU - Marchesoni, F.
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AU - Márka, Z.
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AU - Mastrogiovanni, S.
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AU - Mavalvala, N.
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AU - Mereni, L.
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AU - Merilh, E. L.
AU - Merritt, J. D.
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AU - Mhaske, A.
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AU - Molina-Ruiz, M.
AU - Mondin, M.
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AU - Moore, C. J.
AU - Moraru, D.
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AU - Moreno, G.
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AU - Mow-Lowry, C. M.
AU - Mozzon, S.
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AU - Mukherjee, Arunava
AU - Mukherjee, D.
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AU - Mukund, N.
AU - Mullavey, A.
AU - Munch, J.
AU - Muñiz, E. A.
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AU - Nardecchia, I.
AU - Naticchioni, L.
AU - Nayak, R. K.
AU - Neil, B. F.
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AU - Nelemans, G.
AU - Nelson, T. J.N.
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AU - North, C.
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AU - O'Brien, B. D.
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AU - Okada, M. A.
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AU - Olivetto, C.
AU - Oppermann, P.
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AU - Ormiston, R. G.
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AU - Popolizio, P.
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AU - Prajapati, A. K.
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AU - Prestegard, T.
AU - Principe, M.
AU - Prodi, G. A.
AU - Prokhorov, L.
AU - Punturo, M.
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AU - Rose, K.
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AU - Ross, M. P.
AU - Rowan, S.
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AU - Roy, P. K.
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AU - Roy, Soumen
AU - Ruggi, P.
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AU - Salafia, O. S.
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AU - Sanchis-Gual, N.
AU - Sanders, J. R.
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AU - Santos, E.
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AU - Sassolas, B.
AU - Sathyaprakash, B. S.
AU - Sauter, O.
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AU - Savant, V.
AU - Sawant, D.
AU - Sayah, S.
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AU - Schofield, R. M.S.
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AU - Schulte, B. W.
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AU - Scott, S. M.
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AU - Smith, J. R.
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AU - Weinert, M.
AU - Weinstein, A. J.
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N1 - Publisher Copyright: © 2020 authors. Published by the American Physical Society. Published by the American Physical Society under the terms of the "https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/"Creative Commons Attribution 4.0 International license. Further distribution of this work must maintain attribution to the author(s) and the published article's title, journal citation, and DOI.
PY - 2020/8/15
Y1 - 2020/8/15
N2 - We report the observation of gravitational waves from a binary-black-hole coalescence during the first two weeks of LIGO's and Virgo's third observing run. The signal was recorded on April 12, 2019 at 05â¶30â¶44 UTC with a network signal-to-noise ratio of 19. The binary is different from observations during the first two observing runs most notably due to its asymmetric masses: A ∼30 M⊙ black hole merged with a ∼8 M⊙ black hole companion. The more massive black hole rotated with a dimensionless spin magnitude between 0.22 and 0.60 (90% probability). Asymmetric systems are predicted to emit gravitational waves with stronger contributions from higher multipoles, and indeed we find strong evidence for gravitational radiation beyond the leading quadrupolar order in the observed signal. A suite of tests performed on GW190412 indicates consistency with Einstein's general theory of relativity. While the mass ratio of this system differs from all previous detections, we show that it is consistent with the population model of stellar binary black holes inferred from the first two observing runs.
AB - We report the observation of gravitational waves from a binary-black-hole coalescence during the first two weeks of LIGO's and Virgo's third observing run. The signal was recorded on April 12, 2019 at 05â¶30â¶44 UTC with a network signal-to-noise ratio of 19. The binary is different from observations during the first two observing runs most notably due to its asymmetric masses: A ∼30 M⊙ black hole merged with a ∼8 M⊙ black hole companion. The more massive black hole rotated with a dimensionless spin magnitude between 0.22 and 0.60 (90% probability). Asymmetric systems are predicted to emit gravitational waves with stronger contributions from higher multipoles, and indeed we find strong evidence for gravitational radiation beyond the leading quadrupolar order in the observed signal. A suite of tests performed on GW190412 indicates consistency with Einstein's general theory of relativity. While the mass ratio of this system differs from all previous detections, we show that it is consistent with the population model of stellar binary black holes inferred from the first two observing runs.
UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85091109691&partnerID=8YFLogxK
U2 - 10.1103/PhysRevD.102.043015
DO - 10.1103/PhysRevD.102.043015
M3 - Article
AN - SCOPUS:85091109691
SN - 2470-0010
VL - 102
JO - Physical Review D
JF - Physical Review D
IS - 4
M1 - 043015
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