Abstract
The first observation of a binary neutron star (NS) coalescence by the Advanced LIGO and Advanced Virgo gravitational-wave (GW) detectors offers an unprecedented opportunity to study matter under the most extreme conditions. After such a merger, a compact remnant is left over whose nature depends primarily on the masses of the inspiraling objects and on the equation of state of nuclear matter. This could be either a black hole (BH) or an NS, with the latter being either long-lived or too massive for stability implying delayed collapse to a BH. Here, we present a search for GWs from the remnant of the binary NS merger GW170817 using data from Advanced LIGO and Advanced Virgo. We search for short- (≲1 s) and intermediate-duration (≲500 s) signals, which include GW emission from a hypermassive NS or supramassive NS, respectively. We find no signal from the post-merger remnant. Our derived strain upper limits are more than an order of magnitude larger than those predicted by most models. For short signals, our best upper limit on the root sum square of the GW strain emitted from 1-4 kHz is at 50% detection efficiency. For intermediate-duration signals, our best upper limit at 50% detection efficiency is for a millisecond magnetar model, and for a bar-mode model. These results indicate that post-merger emission from a similar event may be detectable when advanced detectors reach design sensitivity or with next-generation detectors.
| Original language | English |
|---|---|
| Article number | L16 |
| Journal | Astrophysical Journal Letters |
| Volume | 851 |
| Issue number | 1 |
| DOIs | |
| State | Published - Dec 10 2017 |
| 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 Foundation for Fundamental Research on Matter supported by the Netherlands Organisation 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’Educació Investigació Cultura i Esport de la Generalitat Valenciana, 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 Lyon Institute of Origins (LIO), the National Research, Development and Innovation Office Hungary (NKFI), 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, MPS, INFN, CNRS and the State of Niedersachsen/Germany for provision of computational resources.
| Funders | Funder number |
|---|---|
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| Department of Science and Technology | |
| European Regional Development Funds | |
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| State of Niedersachsen | |
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| Horizon 2020 Framework Programme | 704094 |
| Horizon 2020 Framework Programme | |
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In: Astrophysical Journal Letters, Vol. 851, No. 1, L16, 10.12.2017.
Research output: Contribution to journal › Article › peer-review
TY - JOUR
T1 - Search for Post-merger Gravitational Waves from the Remnant of the Binary Neutron Star Merger GW170817
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AU - Mukherjee, Arunava
AU - Mukherjee, D.
AU - Mukherjee, S.
AU - Mukund, N.
AU - Mullavey, A.
AU - Munch, J.
AU - Muñiz, E. A.
AU - Muratore, M.
AU - Murray, P. G.
AU - Napier, K.
AU - Nardecchia, I.
AU - Naticchioni, L.
AU - Nayak, R. K.
AU - Neilson, J.
AU - Nelemans, G.
AU - Nelson, T. J.N.
AU - Nery, M.
AU - Neunzert, A.
AU - Nevin, L.
AU - Newport, J. M.
AU - Newton, G.
AU - Ng, K. K.Y.
AU - Nguyen, T. T.
AU - Nichols, D.
AU - Nielsen, A. B.
AU - Nissanke, S.
AU - Nitz, A.
AU - Noack, A.
AU - Nocera, F.
AU - Nolting, D.
AU - North, C.
AU - Nuttall, L. K.
AU - Oberling, J.
AU - O'Dea, G. D.
AU - Ogin, G. H.
AU - Oh, J. J.
AU - Oh, S. H.
AU - Ohme, F.
AU - Okada, M. A.
AU - Oliver, M.
AU - Oppermann, P.
AU - Oram, Richard J.
AU - O'Reilly, B.
AU - Ormiston, R.
AU - Ortega, L. F.
AU - O'Shaughnessy, R.
AU - Ossokine, S.
AU - Ottaway, D. J.
AU - Overmier, H.
AU - Owen, B. J.
AU - Pace, A. E.
AU - Page, J.
AU - Page, M. A.
AU - Pai, A.
AU - Pai, S. A.
AU - Palamos, J. R.
AU - Palashov, O.
AU - Palomba, C.
AU - Pal-Singh, A.
AU - Pan, Howard
AU - Pan, Huang Wei
AU - Pang, B.
AU - Pang, P. T.H.
AU - Pankow, C.
AU - Pannarale, F.
AU - Pant, B. C.
AU - Paoletti, F.
AU - Paoli, A.
AU - Papa, M. A.
AU - Parida, A.
AU - Parker, W.
AU - Pascucci, D.
AU - Pasqualetti, A.
AU - Passaquieti, R.
AU - Passuello, D.
AU - Patil, M.
AU - Patricelli, B.
AU - Pearlstone, B. L.
AU - Pedraza, M.
AU - Pedurand, R.
AU - Pekowsky, L.
AU - Pele, A.
AU - Penn, S.
AU - Perez, C. J.
AU - Perreca, A.
AU - Perri, L. M.
AU - Pfeiffer, H. P.
AU - Phelps, M.
AU - Phukon, K. S.
AU - Piccinni, O. J.
AU - Pichot, M.
AU - Piergiovanni, F.
AU - Pierro, V.
AU - Pillant, G.
AU - Pinard, L.
AU - Pinto, I. M.
AU - Pirello, M.
AU - Pitkin, M.
AU - Poe, M.
AU - Poggiani, R.
AU - Popolizio, P.
AU - Porter, E. K.
AU - Post, A.
AU - Powell, J.
AU - Prasad, J.
AU - Pratt, J. W.W.
AU - Pratten, G.
AU - Predoi, V.
AU - Prestegard, T.
AU - Prijatelj, M.
AU - Principe, M.
AU - Privitera, S.
AU - Prodi, G. A.
AU - Prokhorov, L. G.
AU - Puncken, O.
AU - Punturo, M.
AU - Puppo, P.
AU - Pürrer, M.
AU - Qi, H.
AU - Quetschke, V.
AU - Quintero, E. A.
AU - Quitzow-James, R.
AU - Raab, F. J.
AU - Rabeling, D. S.
AU - Radkins, H.
AU - Raffai, P.
AU - Raja, S.
AU - Rajan, C.
AU - Rajbhandari, B.
AU - Rakhmanov, M.
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AU - Ramos-Buades, A.
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AU - Razzano, M.
AU - Read, J.
AU - Regimbau, T.
AU - Rei, L.
AU - Reid, S.
AU - Reitze, D. H.
AU - Ren, W.
AU - Reyes, S. D.
AU - Ricci, F.
AU - Ricker, P. M.
AU - Rieger, S.
AU - Riles, K.
AU - Rizzo, M.
AU - Robertson, N. A.
AU - Robie, R.
AU - Robinet, F.
AU - Rocchi, A.
AU - Rolland, L.
AU - Rollins, J. G.
AU - Roma, V. J.
AU - Romano, R.
AU - Romel, C. L.
AU - Romie, J. H.
AU - Rosińska, D.
AU - Ross, M. P.
AU - Rowan, S.
AU - Rüdiger, A.
AU - Ruggi, P.
AU - Rutins, G.
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AU - Sachdev, S.
AU - Sadecki, T.
AU - Sadeghian, L.
AU - Sakellariadou, M.
AU - Salconi, L.
AU - Saleem, M.
AU - Salemi, F.
AU - Samajdar, A.
AU - Sammut, L.
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AU - Sanders, J. R.
AU - Sarin, N.
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AU - Saulson, P. R.
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AU - Scheel, M.
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AU - Schofield, R. M.S.
AU - Schönbeck, A.
AU - Schreiber, E.
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AU - Schulte, B. W.
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AU - Schwalbe, S. G.
AU - Scott, J.
AU - Scott, S. M.
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AU - Sellers, D.
AU - Sengupta, A. S.
AU - Sentenac, D.
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AU - Sergeev, A.
AU - Shaddock, D. A.
AU - Shaffer, T. J.
AU - Shah, A. A.
AU - Shahriar, M. S.
AU - Shaner, M. B.
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AU - Shoemaker, D. M.
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AU - Sieniawska, M.
AU - Sigg, D.
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AU - Singh, A.
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AU - Sintes, A. M.
AU - Rana, J.
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AU - Smith, B.
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AU - Son, E. J.
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AU - Stuver, A. L.
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AU - Suresh, J.
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AU - Swinkels, B. L.
AU - Szczepańczyk, M. J.
AU - Tacca, M.
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AU - Talukder, D.
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AU - Taylor, J. A.
AU - Taylor, R.
AU - Tewari, S. V.
AU - Theeg, T.
AU - Thies, F.
AU - Thomas, E. G.
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AU - Thorne, K. A.
AU - Thrane, E.
AU - Tiwari, S.
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AU - Tokmakov, K. V.
AU - Toland, K.
AU - Tonelli, M.
AU - Tornasi, Z.
AU - Torres-Forné, A.
AU - Torrie, C. I.
AU - Töyrä, D.
AU - Travasso, F.
AU - Traylor, G.
AU - Trinastic, J.
AU - Tringali, M. C.
AU - Trozzo, L.
AU - Tsang, K. W.
AU - Tse, M.
AU - Tso, R.
AU - Tsukada, L.
AU - Tsuna, D.
AU - Tuyenbayev, D.
AU - Ueno, K.
AU - Ugolini, D.
AU - Unnikrishnan, C. S.
AU - Urban, A. L.
AU - Usman, S. A.
AU - Vahlbruch, H.
AU - Vajente, G.
AU - Valdes, G.
AU - Bakel, N. Van
AU - Beuzekom, M. Van
AU - Brand, J. F.J.Van Den
AU - Broeck, C. Van Den
AU - Vander-Hyde, D. C.
AU - Schaaf, L. Van Der
AU - Heijningen, J. V.Van
AU - Veggel, A. A.Van
AU - Vardaro, M.
AU - Varma, V.
AU - Vass, S.
AU - Vasúth, M.
AU - Vecchio, A.
AU - Vedovato, G.
AU - Veitch, J.
AU - Veitch, P. J.
AU - Venkateswara, K.
AU - Venugopalan, G.
AU - Verkindt, D.
AU - Vetrano, F.
AU - Viceré, A.
AU - Viets, A. D.
AU - Vinciguerra, S.
AU - Vine, D. J.
AU - Vinet, J. Y.
AU - Vitale, S.
AU - Vo, T.
AU - Vocca, H.
AU - Vorvick, C.
AU - Vyatchanin, S. P.
AU - Wade, A. R.
AU - Wade, L. E.
AU - Wade, M.
AU - Walet, R.
AU - Walker, M.
AU - Wallace, L.
AU - Walsh, S.
AU - Wang, G.
AU - Wang, H.
AU - Wang, J. Z.
AU - Wang, W. H.
AU - Wang, Y. F.
AU - Ward, R. L.
AU - Warner, J.
AU - Was, M.
AU - Watchi, J.
AU - Weaver, B.
AU - Wei, L. W.
AU - Weinert, M.
AU - Weinstein, A. J.
AU - Weiss, R.
AU - Wen, L.
AU - Wessel, E. K.
AU - Weßels, P.
AU - Westerweck, J.
AU - Westphal, T.
AU - Wette, K.
AU - Whelan, J. T.
AU - White, D. D.
AU - Whiting, B. F.
AU - Whittle, C.
AU - Wilken, D.
AU - Williams, D.
AU - Williams, R. D.
AU - Williamson, A. R.
AU - Willis, J. L.
AU - Willke, B.
AU - Wimmer, M. H.
AU - Winkler, W.
AU - Wipf, C. C.
AU - Wittel, H.
AU - Woan, G.
AU - Woehler, J.
AU - Wofford, J.
AU - Wong, K. W.K.
AU - Worden, J.
AU - Wright, J. L.
AU - Wu, D. S.
AU - Wysocki, D. M.
AU - Xiao, S.
AU - Yamamoto, H.
AU - Yancey, C. C.
AU - Yang, L.
AU - Yap, M. J.
AU - Yazback, M.
AU - Yu, Hang
AU - Yu, Haocun
AU - Yvert, M.
AU - Zadrożny, A.
AU - Zanolin, M.
AU - Zelenova, T.
AU - Zendri, J. P.
AU - Zevin, M.
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AU - Zhang, M.
AU - Zhang, T.
AU - Zhang, Y. H.
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AU - Zhou, M.
AU - Zhou, Z.
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AU - Zhu, X. J.
AU - Zimmerman, A. B.
AU - Zucker, M. E.
AU - Zweizig, J.
N1 - Publisher Copyright: © 2017. The American Astronomical Society. All rights reserved..
PY - 2017/12/10
Y1 - 2017/12/10
N2 - The first observation of a binary neutron star (NS) coalescence by the Advanced LIGO and Advanced Virgo gravitational-wave (GW) detectors offers an unprecedented opportunity to study matter under the most extreme conditions. After such a merger, a compact remnant is left over whose nature depends primarily on the masses of the inspiraling objects and on the equation of state of nuclear matter. This could be either a black hole (BH) or an NS, with the latter being either long-lived or too massive for stability implying delayed collapse to a BH. Here, we present a search for GWs from the remnant of the binary NS merger GW170817 using data from Advanced LIGO and Advanced Virgo. We search for short- (≲1 s) and intermediate-duration (≲500 s) signals, which include GW emission from a hypermassive NS or supramassive NS, respectively. We find no signal from the post-merger remnant. Our derived strain upper limits are more than an order of magnitude larger than those predicted by most models. For short signals, our best upper limit on the root sum square of the GW strain emitted from 1-4 kHz is at 50% detection efficiency. For intermediate-duration signals, our best upper limit at 50% detection efficiency is for a millisecond magnetar model, and for a bar-mode model. These results indicate that post-merger emission from a similar event may be detectable when advanced detectors reach design sensitivity or with next-generation detectors.
AB - The first observation of a binary neutron star (NS) coalescence by the Advanced LIGO and Advanced Virgo gravitational-wave (GW) detectors offers an unprecedented opportunity to study matter under the most extreme conditions. After such a merger, a compact remnant is left over whose nature depends primarily on the masses of the inspiraling objects and on the equation of state of nuclear matter. This could be either a black hole (BH) or an NS, with the latter being either long-lived or too massive for stability implying delayed collapse to a BH. Here, we present a search for GWs from the remnant of the binary NS merger GW170817 using data from Advanced LIGO and Advanced Virgo. We search for short- (≲1 s) and intermediate-duration (≲500 s) signals, which include GW emission from a hypermassive NS or supramassive NS, respectively. We find no signal from the post-merger remnant. Our derived strain upper limits are more than an order of magnitude larger than those predicted by most models. For short signals, our best upper limit on the root sum square of the GW strain emitted from 1-4 kHz is at 50% detection efficiency. For intermediate-duration signals, our best upper limit at 50% detection efficiency is for a millisecond magnetar model, and for a bar-mode model. These results indicate that post-merger emission from a similar event may be detectable when advanced detectors reach design sensitivity or with next-generation detectors.
UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85039161002&partnerID=8YFLogxK
U2 - 10.3847/2041-8213/aa9a35
DO - 10.3847/2041-8213/aa9a35
M3 - Article
AN - SCOPUS:85039161002
SN - 2041-8205
VL - 851
JO - Astrophysical Journal Letters
JF - Astrophysical Journal Letters
IS - 1
M1 - L16
ER -