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Parameter estimation for compact binary coalescence signals with the first generation gravitational-wave detector network

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Aasi, J., Abadie, J., Abbott, B. P., Abbott, R., Abbott, T. D., Abernathy, M., Accadia, T., Acernese, F., Adams, C., Adams, T., Addesso, P., Adhikari, R., Affeldt, C., Agathos, M., Agatsuma, K., Ajith, P., Allen, B., Allocca, A., Amador Ceron, E., Amariutei, D., Anderson, S. B., Anderson, W. G., Arai, K., Araya, M. C., Ast, S., Aston, S. M., Astone, P., Atkinson, D., Aufmuth, P., Aulbert, C., Aylott, B. E., Babak, S., Baker, P., Ballardin, G., Ballmer, S., Bao, Y., Barayoga, J. C. B., Barker, D., Barone, F., Barr, B., Barsotti, L., Barsuglia, M., Barton, M. A., Bartos, I., Bassiri, R., Bastarrika, M., Basti, A., Batch, J., Bauchrowitz, J., Bauer, Th. S., Bebronne, M., Beck, D., Behnke, B., Bejger, M., Beker, M. G., Bell, A. S., Bell, C., Belopolski, I., Benacquista, M., Berliner, J. M., Bertolini, A., Betzwieser, J., Beveridge, N., Beyersdorf, P. T., Bhadbade, T., Bilenko, I. A., Billingsley, G., Birch, J., Biswas, R., Bitossi, M., Bizouard, M. A., Black, E., Blackburn, J. 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DOI 10.1103/physrevd.88.062001
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Abstract

Compact binary systems with neutron stars or black holes are one of the most promising sources for ground-based gravitational-wave detectors. Gravitational radiation encodes rich information about source physics; thus parameter estimation and model selection are crucial analysis steps for any detection candidate events. Detailed models of the anticipated waveforms enable inference on several parameters, such as component masses, spins, sky location and distance, that are essential for new astrophysical studies of these sources. However, accurate measurements of these parameters and discrimination of models describing the underlying physics are complicated by artifacts in the data, uncertainties in the waveform models and in the calibration of the detectors. Here we report such measurements on a selection of simulated signals added either in hardware or software to the data collected by the two LIGO instruments and the Virgo detector during their most recent joint science run, including a ``blind injection'' where the signal was not initially revealed to the collaboration. We exemplify the ability to extract information about the source physics on signals that cover the neutron-star and black-hole binary parameter space over the component mass range $1\text{ }{\mathrm{M}}_{\ensuremath{\bigodot}}--25\text{ }{\mathrm{M}}_{\ensuremath{\bigodot}}$ and the full range of spin parameters. The cases reported in this study provide a snapshot of the status of parameter estimation in preparation for the operation of advanced detectors.

Overview

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Authors
Aasi, J., Abadie, J., Abbott, B. P., Abbott, R., Abbott, T. D., Abernathy, M., Accadia, T., Acernese, F., Adams, C., Adams, T., Addesso, P., Adhikari, R., Affeldt, C., Agathos, M., Agatsuma, K., Ajith, P., Allen, B., Allocca, A., Amador Ceron, E., Amariutei, D., Anderson, S. B., Anderson, W. G., Arai, K., Araya, M. C., Ast, S., Aston, S. M., Astone, P., Atkinson, D., Aufmuth, P., Aulbert, C., Aylott, B. E., Babak, S., Baker, P., Ballardin, G., Ballmer, S., Bao, Y., Barayoga, J. C. B., Barker, D., Barone, F., Barr, B., Barsotti, L., Barsuglia, M., Barton, M. A., Bartos, I., Bassiri, R., Bastarrika, M., Basti, A., Batch, J., Bauchrowitz, J., Bauer, T. S., Bebronne, M., Beck, D., Behnke, B., Bejger, M., Beker, M. G., Bell, A. S., Bell, C., Belopolski, I., Benacquista, M., Berliner, J. M., Bertolini, A., Betzwieser, J., Beveridge, N., Beyersdorf, P. T., Bhadbade, T., Bilenko, I. A., Billingsley, G., Birch, J., Biswas, R., Bitossi, M., Bizouard, M. A., Black, E., Blackburn, J. 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Venue
Physical Review D
Publisher
American Physical Society (APS)
Published
2013-09-04
Volume
88
Issue
6
ISSN
  • 0556-2821 (ISSN-L)
  • 1550-7998
  • 1550-2368
DOI
10.1103/physrevd.88.062001
OpenAlex
W2070203621
Cited by
158
References
1
FWCI
17.69
Type
journal article
Language
en
Open access
bronze

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Data sources

Bibliographic data: Semantic Scholar, OpenAlex, Crossref.

Contains information from the Semantic Scholar Academic Graph Datasets, made available under the ODC Attribution License (ODC-BY 1.0).

Semantic Scholar’s data is described in: Kinney, R., et al. (2023). The Semantic Scholar Open Data Platform. arXiv:2301.10140.