Prospects for observing and localizing gravitational-wave transients with Advanced LIGO, Advanced Virgo and KAGRA

井岡, 邦仁, 森井, 亙, 柴田, 大, Abbott, T. D., Abernathy, M. R., Acernese, F., Ackley, K., Adams, C., Adams, T., Addesso, P., Adhikari, R. X., Adya, V. B., Affeldt, C., Agathos, M., Agatsuma, K., Aggarwal, N., Aguiar, O. D., Aiello, L., Ain, A., Ajith, P., Akutsu, T., Allen, B., Allocca, A., Altin, P. A., Ananyeva, A., Anderson, S. B., Anderson, W. G., Ando, M., Appert, S., Arai, K., Araya, A., Araya, M. C., Areeda, J. S., Arnaud, N., Arun, K. G., Asada, H., Ascenzi, S., Ashton, G., Aso, Y., Ast, M., Aston, S. M., Astone, P., Atsuta, S., Aufmuth, P., Aulbert, C., Avila-Alvarez, A., Awai, K., Babak, S., Bacon, P., Bader, M. K. M., Baiotti, L., Baker, P. T., Baldaccini, F., Ballardin, G., Ballmer, S. W., Barayoga, J. C., Barclay, S. E., Barish, B. C., Barker, D., Barone, F., Barr, B., Barsotti, L., Barsuglia, M., Barta, D., Bartlett, J., Barton, M. A., Bartos, I., Bassiri, R., Basti, A., Batch, J. C., Baune, C., Bavigadda, V., Bazzan, M., Bécsy, B., Beer, C., Bejger, M., Belahcene, I., Belgin, M., Bell, A. S., Berger, B. K., Bergmann, G., Berry, C. P. L., Bersanetti, D., Bertolini, A., Betzwieser, J., Bhagwat, S., Bhandare, R., Bilenko, I. A., Billingsley, G., Billman, C. R., Birch, J., Birney, R., Birnholtz, O., Biscans, S., Bisht, A., Bitossi, M., Biwer, C., Bizouard, M. A., Blackburn, J. K., Blackman, J., Blair, C. D., Blair, D. G., Blair, R. M., Bloemen, S., Bock, O., Boer, M., Bogaert, G., Bohe, A., Bondu, F., Bonnand, R., Boom, B. A., Bork, R., Boschi, V., Bose, S., Bouffanais, Y., Bozzi, A., Bradaschia, C., Brady, P. R., Braginsky, V. B., Branchesi, M., Brau, J. E., Briant, T., Brillet, A., Brinkmann, M., Brisson, V., Brockill, P., Broida, J. E., Brooks, A. F., Brown, D. A., Brown, D. D., Brown, N. M., Brunett, S., Buchanan, C. C., Buikema, A., Bulik, T., Bulten, H. J., Buonanno, A., Buskulic, D., Buy, C., Byer, R. L., Cabero, M., Cadonati, L., Cagnoli, G., Cahillane, C., CalderónBustillo, J., Callister, T. A., Calloni, E., Camp, J. B., Cannon, K. C., Cao, H., Cao, J., Capano, C. D., Capocasa, E., Carbognani, F., Caride, S., CasanuevaDiaz, J., Casentini, C., Caudill, S., Cavaglià, M., Cavalier, F., Cavalieri, R., Cella, G., Cepeda, C. B., CerboniBaiardi, L., Cerretani, G., Cesarini, E., Chamberlin, S. J., Chan, M., Chao, S., Charlton, P., Chassande-Mottin, E., Cheeseboro, B. D., Chen, H. Y., Chen, Y., Cheng, H.-P., Chincarini, A., Chiummo, A., Chmiel, T., Cho, H. S., Cho, M., Chow, J. H., Christensen, N., Chu, Q., Chua, A. J. K., Chua, S., Chung, S., Ciani, G., Clara, F., Clark, J. A., Cleva, F., Cocchieri, C., Coccia, E., Cohadon, P.-F., Colla, A., Collette, C. G., Cominsky, L., Constancio, M., Conti, L., Cooper, S. J., Corbitt, T. R., Cornish, N., Corsi, A., Cortese, S., Costa, C. A., Coughlin, M. W., Coughlin, S. B., Coulon, J.-P., Countryman, S. T., Couvares, P., Covas, P. B., Cowan, E. E., Coward, D. M., Cowart, M. J., Coyne, D. C., Coyne, R., Creighton, J. D. E., Creighton, T. D., Cripe, J., Crowder, S. G., Cullen, T. J., Cumming, A., Cunningham, L., Cuoco, E., Canton, T. Dal, Danilishin, S. L., D’Antonio, S., Danzmann, K., Dasgupta, A., Da SilvaCosta, C. F., Dattilo, V., Dave, I., Davier, M., Davies, G. S., Davis, D., Daw, E. J., Day, B., Day, R., De, S., DeBra, D., Debreczeni, G., Degallaix, J., De Laurentis, M., Deléglise, S., Del Pozzo, W., Denker, T., Dent, T., Dergachev, V., De Rosa, R., DeRosa, R. T., DeSalvo, R., Devine, R. C., Dhurandhar, S., Díaz, M. C., Fiore, L. Di, Giovanni, M. Di, Girolamo, T. Di, Lieto, A. Di, Pace, S. Di, Palma, I. Di, Virgilio, A. Di, Doctor, Z., Doi, K., Dolique, V., Donovan, F., Dooley, K. L., Doravari, S., Dorrington, I., Douglas, R., DovaleÁlvarez, M., Downes, T. P., Drago, M., Drever, R. W. P., Driggers, J. C., Du, Z., Ducrot, M., Dwyer, S. E., Eda, K., Edo, T. B., Edwards, M. C., Effler, A., Eggenstein, H.-B., Ehrens, P., Eichholz, J., Eikenberry, S. S., Eisenstein, R. A., Essick, R. C., Etienne, Z., Etzel, T., Evans, M., Evans, T. M., Everett, R., Factourovich, M., Fafone, V., Fair, H., Fairhurst, S., Fan, X., Farinon, S., Farr, B., Farr, W. M., Fauchon-Jones, E. J., Favata, M., Fays, M., Fehrmann, H., Fejer, M. M., FernándezGaliana, A., Ferrante, I., Ferreira, E. C., Ferrini, F., Fidecaro, F., Fiori, I., Fiorucci, D., Fisher, R. P., Flaminio, R., Fletcher, M., Fong, H., Forsyth, S. S., Fournier, J.-D., Frasca, S., Frasconi, F., Frei, Z., Freise, A., Frey, R., Frey, V., Fries, E. M., Fritschel, P., Frolov, V. V., Fujii, Y., Fujimoto, M.-K., Fulda, P., Fyffe, M., Gabbard, H., Gadre, B. U., Gaebel, S. M., Gair, J. R., Gammaitoni, L., Gaonkar, S. G., Garufi, F., Gaur, G., Gayathri, V., Gehrels, N., Gemme, G., Genin, E., Gennai, A., George, J., Gergely, L., Germain, V., Ghonge, S., Ghosh, Abhirup, Ghosh, Archisman, Ghosh, S., Giaime, J. A., Giardina, K. D., Giazotto, A., Gill, K., Glaefke, A., Goetz, E., Goetz, R., Gondan, L., González, G., GonzalezCastro, J. M., Gopakumar, A., Gorodetsky, M. L., Gossan, S. E., Gosselin, M., Gouaty, R., Grado, A., Graef, C., Granata, M., Grant, A., Gras, S., Gray, C., Greco, G., Green, A. C., Groot, P., Grote, H., Grunewald, S., Guidi, G. M., Guo, X., Gupta, A., Gupta, M. K., Gushwa, K. E., Gustafson, E. K., Gustafson, R., Hacker, J. J., Hagiwara, A., Hall, B. R., Hall, E. D., Hammond, G., Haney, M., Hanke, M. M., Hanks, J., Hanna, C., Hannam, M. D., Hanson, J., Hardwick, T., Harms, J., Harry, G. M., Harry, I. W., Hart, M. J., Hartman, M. T., Haster, C.-J., Haughian, K., Hayama, K., Healy, J., Heidmann, A., Heintze, M. C., Heitmann, H., Hello, P., Hemming, G., Hendry, M., Heng, I. S., Hennig, J., Henry, J., Heptonstall, A. W., Heurs, M., Hild, S., Hirose, E., Hoak, D., Hofman, D., Holt, K., Holz, D. E., Hopkins, P., Hough, J., Houston, E. A., Howell, E. J., Hu, Y. M., Huerta, E. A., Huet, D., Hughey, B., Husa, S., Huttner, S. H., Huynh-Dinh, T., Indik, N., Ingram, D. R., Inta, R., Ioka, K., Isa, H. N., Isac, J.-M., Isi, M., Isogai, T., Itoh, Y., Iyer, B. R., Izumi, K., Jacqmin, T., Jani, K., Jaranowski, P., Jawahar, S., Jiménez-Forteza, F., Johnson, W. W., Jones, D. I., Jones, R., Jonker, R. J. G., Ju, L., Junker, J., Kagawa, T., Kajita, T., Kakizaki, M., Kalaghatgi, C. V., Kalogera, V., Kamiizumi, M., Kanda, N., Kandhasamy, S., Kanemura, S., Kaneyama, M., Kang, G., Kanner, J. B., Karki, S., Karvinen, K. S., Kasprzack, M., Kataoka, Y., Katsavounidis, E., Katzman, W., Kaufer, S., Kaur, T., Kawabe, K., Kawai, N., Kawamura, S., Kéfélian, F., Keitel, D., Kelley, D. B., Kennedy, R., Key, J. S., Khalili, F. Y., Khan, I., Khan, S., Khan, Z., Khazanov, E. A., Kijbunchoo, N., Kim, C., Kim, H., Kim, J. C., Kim, J., Kim, W., Kim, Y.-M., Kimbrell, S. J., Kimura, N., King, E. J., King, P. J., Kirchhoff, R., Kissel, J. S., Klein, B., Kleybolte, L., Klimenko, S., Koch, P., Koehlenbeck, S. M., Kojima, Y., Kokeyama, K., Koley, S., Komori, K., Kondrashov, V., Kontos, A., Korobko, M., Korth, W. Z., Kotake, K., Kowalska, I., Kozak, D. B., Krämer, C., Kringel, V., Krishnan, B., Królak, A., Kuehn, G., Kumar, P., Kumar, Rahul, Kumar, Rakesh, Kuo, L., Kuroda, K., Kutynia, A., Kuwahara, Y., Lackey, B. D., Landry, M., Lang, R. N., Lange, J., Lantz, B., Lanza, R. K., Lartaux-Vollard, A., Lasky, P. D., Laxen, M., Lazzarini, A., Lazzaro, C., Leaci, P., Leavey, S., Lebigot, E. O., Lee, C. H., Lee, H. K., Lee, H. M., Lee, H. W., Lee, K., Lehmann, J., Lenon, A., Leonardi, M., Leong, J. R., Leroy, N., Letendre, N., Levin, Y., Li, T. G. F., Libson, A., Littenberg, T. B., Liu, J., Lockerbie, N. A., Lombardi, A. L., London, L. T., Lord, J. E., Lorenzini, M., Loriette, V., Lormand, M., Losurdo, G., Lough, J. D., Lousto, C. O., Lovelace, G., Lück, H., Lundgren, A. P., Lynch, R., Ma, Y., Macfoy, S., Machenschalk, B., MacInnis, M., Macleod, D. M., Magaña-Sandoval, F., Majorana, E., Maksimovic, I., Malvezzi, V., Man, N., Mandic, V., Mangano, V., Mano, S., Mansell, G. L., Manske, M., Mantovani, M., Marchesoni, F., Marchio, M., Marion, F., Márka, S., Márka, Z., Markosyan, A. S., Maros, E., Martelli, F., Martellini, L., Martin, I. W., Martynov, D. V., Mason, K., Masserot, A., Massinger, T. J., Masso-Reid, M., Mastrogiovanni, S., Matichard, F., Matone, L., Matsumoto, N., Matsushima, F., Mavalvala, N., Mazumder, N., McCarthy, R., McClelland, D. E., McCormick, S., McGrath, C., McGuire, S. C., McIntyre, G., McIver, J., McManus, D. J., McRae, T., McWilliams, S. T., Meacher, D., Meadors, G. D., Meidam, J., Melatos, A., Mendell, G., Mendoza-Gandara, D., Mercer, R. A., Merilh, E. L., Merzougui, M., Meshkov, S., Messenger, C., Messick, C., Metzdorff, R., Meyers, P. M., Mezzani, F., Miao, H., Michel, C., Michimura, Y., Middleton, H., Mikhailov, E. E., Milano, L., Miller, A. L., Miller, A., Miller, B. B., Miller, J., Millhouse, M., Minenkov, Y., Ming, J., Mirshekari, S., Mishra, C., Mitrofanov, V. P., Mitselmakher, G., Mittleman, R., Miyakawa, O., Miyamoto, A., Miyamoto, T., Miyoki, S., Moggi, A., Mohan, M., Mohapatra, S. R. P., Montani, M., Moore, B. C., Moore, C. J., Moraru, D., Moreno, G., Morii, W., Morisaki, S., Moriwaki, Y., Morriss, S. R., Mours, B., Mow-Lowry, C. M., Mueller, G., Muir, A. W., Mukherjee, Arunava, Mukherjee, D., Mukherjee, S., Mukund, N., Mullavey, A., Munch, J., Muniz, E. A. M., Murray, P. G., Mytidis, A., Nagano, S., Nakamura, K., Nakamura, T., Nakano, H., Nakano, Masaya, Nakano, Masayuki, Nakao, K., Napier, K., Nardecchia, I., Narikawa, T., Naticchioni, L., Nelemans, G., Nelson, T. J. N., Neri, M., Nery, M., Neunzert, A., Newport, J. M., Newton, G., Nguyen, T. T., Ni, W.-T., Nielsen, A. B., Nissanke, S., Nitz, A., Noack, A., Nocera, F., Nolting, D., Normandin, M. E. N., Nuttall, L. K., Oberling, J., Ochsner, E., Oelker, E., Ogin, G. H., Oh, J. J., Oh, S. H., Ohashi, M., Ohishi, N., Ohkawa, M., Ohme, F., Okutomi, K., Oliver, M., Ono, K., Ono, Y., Oohara, K., Oppermann, P., Oram, Richard J., O’Reilly, B., O’Shaughnessy, R., Ottaway, D. J., Overmier, H., Owen, B. J., Pace, A. E., Page, J., Pai, A., Pai, S. A., Palamos, J. R., Palashov, O., Palomba, C., Pal-Singh, A., Pan, H., Pankow, C., Pannarale, F., Pant, B. C., Paoletti, F., Paoli, A., Papa, M. A., Paris, H. R., Parker, W., Pascucci, D., Pasqualetti, A., Passaquieti, R., Passuello, D., Patricelli, B., Pearlstone, B. L., Pedraza, M., Pedurand, R., Pekowsky, L., Pele, A., PeñaArellano, F. E., Penn, S., Perez, C. J., Perreca, A., Perri, L. M., Pfeiffer, H. P., Phelps, M., Piccinni, O. J., Pichot, M., Piergiovanni, F., Pierro, V., Pillant, G., Pinard, L., Pinto, I. M., Pitkin, M., Poe, M., Poggiani, R., Popolizio, P., Post, A., Powell, J., Prasad, J., Pratt, J. W. W., Predoi, V., Prestegard, T., Prijatelj, M., Principe, M., Privitera, S., Prodi, G. A., Prokhorov, L. G., Puncken, O., Punturo, M., Puppo, P., Pürrer, M., Qi, H., Qin, J., Qiu, S., Quetschke, V., Quintero, E. A., Quitzow-James, R., Raab, F. J., Rabeling, D. S., Radkins, H., Raffai, P., Raja, S., Rajan, C., Rakhmanov, M., Rapagnani, P., Raymond, V., Razzano, M., Re, V., Read, J., Regimbau, T., Rei, L., Reid, S., Reitze, D. H., Rew, H., Reyes, S. D., Rhoades, E., Ricci, F., Riles, K., Rizzo, M., Robertson, N. A., Robie, R., Robinet, F., Rocchi, A., Rolland, L., Rollins, J. G., Roma, V. J., Romano, R., Romie, J. H., Rosińska, D., Rowan, S., Rüdiger, A., Ruggi, P., Ryan, K., Sachdev, S., Sadecki, T., Sadeghian, L., Sago, N., Saijo, M., Saito, Y., Sakai, K., Sakellariadou, M., Salconi, L., Saleem, M., Salemi, F., Samajdar, A., Sammut, L., Sampson, L. M., Sanchez, E. J., Sandberg, V., Sanders, J. R., Sasaki, Y., Sassolas, B., Sathyaprakash, B. S., Sato, S., Sato, T., Saulson, P. R., Sauter, O., Savage, R. L., Sawadsky, A., Schale, P., Scheuer, J., Schmidt, E., Schmidt, J., Schmidt, P., Schnabel, R., Schofield, R. M. S., Schönbeck, A., Schreiber, E., Schuette, D., Schutz, B. F., Schwalbe, S. G., Scott, J., Scott, S. M., Sekiguchi, T., Sekiguchi, Y., Sellers, D., Sengupta, A. S., Sentenac, D., Sequino, V., Sergeev, A., Setyawati, Y., Shaddock, D. A., Shaffer, T. J., Shahriar, M. S., Shapiro, B., Shawhan, P., Sheperd, A., Shibata, M., Shikano, Y., Shimoda, T., Shoda, A., Shoemaker, D. H., Shoemaker, D. M., Siellez, K., Siemens, X., Sieniawska, M., Sigg, D., Silva, A. D., Singer, A., Singer, L. P., Singh, A., Singh, R., Singhal, A., Sintes, A. M., Slagmolen, B. J. J., Smith, B., Smith, J. R., Smith, R. J. E., Somiya, K., Son, E. J., Sorazu, B., Sorrentino, F., Souradeep, T., Spencer, A. P., Srivastava, A. K., Staley, A., Steinke, M., Steinlechner, J., Steinlechner, S., Steinmeyer, D., Stephens, B. C., Stevenson, S. P., Stone, R., Strain, K. A., Straniero, N., Stratta, G., Strigin, S. E., Sturani, R., Stuver, A. L., Sugimoto, Y., Summerscales, T. Z., Sun, L., Sunil, S., Sutton, P. J., Suzuki, T., Swinkels, B. L., Szczepańczyk, M. J., Tacca, M., Tagoshi, H., Takada, S., Takahashi, H., Takahashi, R., Takamori, A., Talukder, D., Tanaka, H., Tanaka, K., Tanaka, T., Tanner, D. B., Tápai, M., Taracchini, A., Tatsumi, D., Taylor, R., Telada, S., Theeg, T., Thomas, E. G., Thomas, M., Thomas, P., Thorne, K. A., Thrane, E., Tippens, T., Tiwari, S., Tiwari, V., Tokmakov, K. V., Toland, K., Tomaru, T., Tomlinson, C., Tonelli, M., Tornasi, Z., Torrie, C. I., Töyrä, D., Travasso, F., Traylor, G., Trifirò, D., Trinastic, J., Tringali, M. C., Trozzo, L., Tse, M., Tso, R., Tsubono, K., Tsuzuki, T., Turconi, M., Tuyenbayev, D., Uchiyama, T., Uehara, T., Ueki, S., Ueno, K., Ugolini, D., Unnikrishnan, C. S., Urban, A. L., Ushiba, T., Usman, S. A., Vahlbruch, H., Vajente, G., Valdes, G., van Bakel, N., van Beuzekom, M., van den Brand, J. F. J., Van Den Broeck, C., Vander-Hyde, D. C., van der Schaaf, L., van Heijningen, J. V., van Putten, M. H. P. M., van Veggel, A. A., Vardaro, M., Varma, V., Vass, S., Vasúth, M., Vecchio, A., Vedovato, G., Veitch, J., Veitch, P. J., Venkateswara, K., Venugopalan, G., Verkindt, D., Vetrano, F., Viceré, A., Viets, A. D., Vinciguerra, S., Vine, D. J., Vinet, J.-Y., Vitale, S., Vo, T., Vocca, H., Vorvick, C., Voss, D. V., Vousden, W. D., Vyatchanin, S. P., Wade, A. R., Wade, L. E., Wade, M., Wakamatsu, T., Walker, M., Wallace, L., Walsh, S., Wang, G., Wang, H., Wang, M., Wang, Y., Ward, R. L., Warner, J., Was, M., Watchi, J., Weaver, B., Wei, L.-W., Weinert, M., Weinstein, A. J., Weiss, R., Wen, L., Weßels, P., Westphal, T., Wette, K., Whelan, J. T., Whiting, B. F., Whittle, C., Williams, D., Williams, R. D., Williamson, A. R., Willis, J. L., Willke, B., Wimmer, M. H., Winkler, W., Wipf, C. C., Wittel, H., Woan, G., Woehler, J., Worden, J., Wright, J. L., Wu, D. S., Wu, G., Yam, W., Yamamoto, H., Yamamoto, K., Yamamoto, T., Yancey, C. C., Yano, K., Yap, M. J., Yokoyama, J., Yokozawa, T., Yoon, T. H., Yu, Hang, Yu, Haocun, Yuzurihara, H., Yvert, M., Zadrożny, A., Zangrando, L., Zanolin, M., Zeidler, S., Zendri, J.-P., Zevin, M., Zhang, L., Zhang, M., Zhang, T., Zhang, Y., Zhao, C., Zhou, M., Zhou, Z., Zhu, S. J., Zhu, X. J., Zucker, M. E., Zweizig, J.

doi:10.1007/s41114-018-0012-9

We present possible observing scenarios for the Advanced LIGO, Advanced Virgo and KAGRA 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 estimate the 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 the most promising targets 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 5-20 deg² requires at least three detectors of sensitivity within a factor of ∼2 of each other and with a broad frequency bandwidth. When all detectors, including KAGRA and the third LIGO detector in India, reach design sensitivity, a significant fraction of gravitational-wave signals will be localized to a few square degrees by gravitational-wave observations alone.

This article is a revised version of https://doi.org/10.1007/lrr-2016-1.

Prospects for observing and localizing gravitational-wave transients with Advanced LIGO, Advanced Virgo and KAGRA

抄録

収録刊行物

被引用文献 (77)*注記

参考文献 (275)*注記

関連プロジェクト

キーワード

詳細情報詳細情報について

書き出し

問題の指摘

Prospects for observing and localizing gravitational-wave transients with Advanced LIGO, Advanced Virgo and KAGRA

抄録

収録刊行物

被引用文献 (77)*注記

参考文献 (275)*注記

関連プロジェクト

キーワード

詳細情報 詳細情報について

書き出し

問題の指摘

参加プロジェクトリスト

詳細情報詳細情報について