Abstract
We present a possible observing scenario for the Advanced LIGO and Advanced Virgo gravitational-wave detectors over the next decade, with the intention of providing information to the astronomy community to facilitate planning for multi-messenger astronomy with gravitational waves. We determine the expected sensitivity of the network to transient gravitational-wave signals, and study the capability of the network to determine the sky location of the source. We report our findings for gravitational-wave transients, with particular focus on gravitational-wave signals from the inspiral of binary neutron-star systems, which are considered the most promising for multi-messenger astronomy. The ability to localize the sources of the detected signals depends on the geographical distribution of the detectors and their relative sensitivity, and 90% credible regions can be as large as thousands of square degrees when only two sensitive detectors are operational. Determining the sky position of a significant fraction of detected signals to areas of 5 deg2 to 20 deg2 will require at least three detectors of sensitivity within a factor of ~ 2 of each other and with a broad frequency bandwidth. Should the third LIGO detector be relocated to India as expected, a significant fraction of gravitational-wave signals will be localized to a few square degrees by gravitational-wave observations alone.
| Original language | English |
|---|---|
| Pages (from-to) | 1-39 |
| Number of pages | 39 |
| Journal | Living Reviews in Relativity |
| Volume | 19 |
| DOIs | |
| Publication status | Published - 8 Feb 2016 |
Keywords
- data analysis
- electromagnetic counterparts
- gravitational waves
- gravitational-wave detectors
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- 10.1007/lrr-2016-1Licence: CC BY 4.0
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In: Living Reviews in Relativity, Vol. 19, 08.02.2016, p. 1-39.
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T1 - Prospects for observing and localizing gravitational-wave transients with advanced LIGO and advanced virgo
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AU - Isac, J. M.
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AU - Bulten, H. J.
AU - van den Brand, J. F. J.
AU - Buonanno, A.
AU - Cho, M.
AU - Graff, P. B.
AU - Shawhan, P.
AU - Yancey, C. C.
AU - Cadonati, L.
AU - Calderón Bustillo, J.
AU - Clark, J. A.
AU - Jani, K.
AU - Lazzaro, C.
AU - Shoemaker, D. M.
AU - Cagnoli, G.
AU - Degallaix, J.
AU - Dolique, V.
AU - Flaminio, R.
AU - Granata, M.
AU - Hofman, D.
AU - Michel, C.
AU - Pedurand, R.
AU - Pinard, L.
AU - Sassolas, B.
AU - Straniero, N.
AU - Calderón Bustillo, J.
AU - Husa, S.
AU - Jiménez-Forteza, F.
AU - Oliver, M.
AU - Sintes, A. M.
AU - Calloni, E.
AU - De Laurentis, M.
AU - De Rosa, R.
AU - Garufi, F.
AU - Milano, L.
AU - Camp, J. B.
AU - Gehrels, N.
AU - Graff, P. B.
AU - Singer, L. P.
AU - Cannon, K. C.
AU - Kehl, M. S.
AU - Kumar, P.
AU - Cao, J.
AU - Du, Z.
AU - Fan, X.
AU - Guo, X.
AU - Lebigot, E.
AU - Wang, X.
AU - Caride, S.
AU - Goetz, E.
AU - Gustafson, R.
AU - Neunzert, A.
AU - Riles, K.
AU - Sanders, J. R.
AU - Sauter, O.
AU - Casentini, C.
AU - Cesarini, E.
AU - Coccia, E.
AU - Fafone, V.
AU - Malvezzi, V.
AU - Nardecchia, I.
AU - Re, V.
AU - Sequino, V.
AU - Casentini, C.
AU - Cesarini, E.
AU - D’Antonio, S.
AU - Fafone, V.
AU - Malvezzi, V.
AU - Minenkov, Y.
AU - Nardecchia, I.
AU - Re, V.
AU - Rocchi, A.
AU - Sequino, V.
AU - Chao, S.
AU - Cheng, C.
AU - Huang, S.
AU - Kuo, L.
AU - Pan, H.
AU - Charlton, P.
AU - Chen, H. Y.
AU - Farr, B.
AU - Holz, D. E.
AU - Chen, Y.
AU - Engels, W.
AU - Ott, C. D.
AU - Schmidt, P.
AU - Thorne, K. S.
AU - Cho, H. S.
AU - Jang, H.
AU - Kang, G.
AU - Kim, C.
AU - Kim, N.
AU - Christensen, N.
AU - Coughlin, M. W.
AU - Edwards, M. C.
AU - Luo, J.
AU - Strauss, N. A.
AU - Coccia, E.
AU - Fafone, V.
AU - Lorenzini, M.
AU - Tiwari, S.
AU - Wang, G.
AU - Colla, A.
AU - Conte, A.
AU - Di Giovanni, M.
AU - Frasca, S.
AU - Leaci, P.
AU - Mangano, V.
AU - Mezzani, F.
AU - Naticchioni, L.
AU - Piccinni, O.
AU - Rapagnani, P.
AU - Ricci, F.
AU - Collette, C. G.
AU - Corsi, A.
AU - Coyne, R.
AU - Inta, R.
AU - Owen, B. J.
AU - Coughlin, S. B.
AU - Fairhurst, S.
AU - Fays, M.
AU - Hannam, M. D.
AU - Hopkins, P.
AU - Khan, S.
AU - Muir, A. W.
AU - Ohme, F.
AU - Pannarale, F.
AU - Predoi, V.
AU - Pürrer, M.
AU - Sathyaprakash, B. S.
AU - Schutz, B. F.
AU - Sutton, P. J.
AU - Tiwari, V.
AU - Williamson, A. R.
AU - Crowder, S. G.
AU - Mandic, V.
AU - Meyers, P. M.
AU - Prestegard, T.
AU - Darman, N. S.
AU - Melatos, A.
AU - Sammut, L.
AU - Sun, L.
AU - Daveloza, H. P.
AU - Díaz, M. C.
AU - Key, J. S.
AU - Morriss, S. R.
AU - Mukherjee, S.
AU - Normandin, M. E N
AU - Quetschke, V.
AU - Rakhmanov, M.
AU - Romano, J. D.
AU - Stone, R.
AU - Torres‡, C. V.
AU - Tuyenbayev, D.
AU - Valdes, G.
AU - Daw, E. J.
AU - Edo, T. B.
AU - Kennedy, R.
AU - Tomlinson, C.
AU - White, D. J.
AU - Dojcinoski, G.
AU - Favata, M.
AU - Moore, B. C.
AU - Drago, M.
AU - Leonardi, M.
AU - Prodi, G. A.
AU - Tringali, M. C.
AU - Drago, M.
AU - Leonardi, M.
AU - Prodi, G. A.
AU - Tringali, M. C.
AU - Everett, R.
AU - Hanna, C.
AU - Idrisy, A.
AU - Messick, C.
AU - Gair, J. R.
AU - Moore, C. J.
AU - Gaur, G.
AU - Gaur, G.
AU - Gupta, M. K.
AU - Khan, Z.
AU - Srivastava, A. K.
AU - Gergely, L.
AU - Tápai, M.
AU - Gill, K.
AU - Hughey, B.
AU - Szczepanczyk, M. J.
AU - Zanolin, M.
AU - Gopakumar, A.
AU - Haney, M.
AU - Unnikrishnan, C. S.
AU - Harry, G. M.
AU - Hoak, D.
AU - Lombardi, A. L.
AU - McIver, J.
AU - Nedkova, K.
AU - Zuraw, S. E.
AU - Hollitt, S. E.
AU - Hosken, D. J.
AU - King, E. J.
AU - Munch, J.
AU - Ottaway, D. J.
AU - Veitch, P. J.
AU - Huerta, E. A.
AU - McWilliams, S. T.
AU - Jaranowski, P.
AU - Jawahar, S.
AU - Lockerbie, N. A.
AU - Tokmakov, K. V.
AU - Haris, K.
AU - Pai, A.
AU - Saleem, M.
AU - Kalogera, V.
AU - Littenberg, T. B.
AU - Pankow, C.
AU - Sandeen, B.
AU - Shahriar, M. S.
AU - Yablon, J.
AU - Zevin, M.
AU - Zhou, M.
AU - Zhou, Z.
AU - Khazanov, E. A.
AU - Palashov, O.
AU - Sergeev, A.
AU - Kim, J.
AU - Kim, Y. M.
AU - Lee, C. H.
AU - Kim, K.
AU - Lee, H. K.
AU - Królak, A.
AU - Kutynia, A.
AU - Zadrożny, A.
AU - Królak, A.
AU - Lange, J.
AU - O’Shaughnessy, R.
AU - Whelan, J. T.
AU - Zhang, Y.
AU - Lasky, P. D.
AU - Levin, Y.
AU - Premachandra, S. S.
AU - Thrane, E.
AU - Lee, H. M.
AU - Loriette, V.
AU - Maksimovic, I.
AU - Marchesoni, F.
AU - McGuire, S. C.
AU - Mikhailov, E. E.
AU - Rew, H.
AU - Romanov, G.
AU - Zhang, M.
AU - Mirshekari, S.
AU - Sturani, R.
AU - Nayak, R. K.
AU - Samajdar, A.
AU - O’Dell, J.
AU - Ogin, G. H.
AU - Oh, J. J.
AU - Oh, S. H.
AU - Son, E. J.
AU - Penn, S.
AU - Rosińska, D.
AU - Summerscales, T. Z.
AU - Trozzo, L.
AU - Ugolini, D.
AU - Venkateswara, K.
AU - Willis, J. L.
AU - Abbott, B. P.
PY - 2016/2/8
Y1 - 2016/2/8
N2 - We present a possible observing scenario for the Advanced LIGO and Advanced Virgo gravitational-wave detectors over the next decade, with the intention of providing information to the astronomy community to facilitate planning for multi-messenger astronomy with gravitational waves. We determine the expected sensitivity of the network to transient gravitational-wave signals, and study the capability of the network to determine the sky location of the source. We report our findings for gravitational-wave transients, with particular focus on gravitational-wave signals from the inspiral of binary neutron-star systems, which are considered the most promising for multi-messenger astronomy. The ability to localize the sources of the detected signals depends on the geographical distribution of the detectors and their relative sensitivity, and 90% credible regions can be as large as thousands of square degrees when only two sensitive detectors are operational. Determining the sky position of a significant fraction of detected signals to areas of 5 deg2 to 20 deg2 will require at least three detectors of sensitivity within a factor of ~ 2 of each other and with a broad frequency bandwidth. Should the third LIGO detector be relocated to India as expected, a significant fraction of gravitational-wave signals will be localized to a few square degrees by gravitational-wave observations alone.
AB - We present a possible observing scenario for the Advanced LIGO and Advanced Virgo gravitational-wave detectors over the next decade, with the intention of providing information to the astronomy community to facilitate planning for multi-messenger astronomy with gravitational waves. We determine the expected sensitivity of the network to transient gravitational-wave signals, and study the capability of the network to determine the sky location of the source. We report our findings for gravitational-wave transients, with particular focus on gravitational-wave signals from the inspiral of binary neutron-star systems, which are considered the most promising for multi-messenger astronomy. The ability to localize the sources of the detected signals depends on the geographical distribution of the detectors and their relative sensitivity, and 90% credible regions can be as large as thousands of square degrees when only two sensitive detectors are operational. Determining the sky position of a significant fraction of detected signals to areas of 5 deg2 to 20 deg2 will require at least three detectors of sensitivity within a factor of ~ 2 of each other and with a broad frequency bandwidth. Should the third LIGO detector be relocated to India as expected, a significant fraction of gravitational-wave signals will be localized to a few square degrees by gravitational-wave observations alone.
KW - data analysis
KW - electromagnetic counterparts
KW - gravitational waves
KW - gravitational-wave detectors
UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=84959257630&partnerID=8YFLogxK
UR - http://relativity.livingreviews.org/
U2 - 10.1007/lrr-2016-1
DO - 10.1007/lrr-2016-1
M3 - Article
AN - SCOPUS:84959257630
SN - 1433-8351
VL - 19
SP - 1
EP - 39
JO - Living Reviews in Relativity
JF - Living Reviews in Relativity
ER -