pith. sign in

arxiv: 1907.09384 · v2 · pith:3SU7BDT6new · submitted 2019-07-22 · 🌌 astro-ph.HE

Search for Eccentric Binary Black Hole Mergers with Advanced LIGO and Advanced Virgo during their First and Second Observing Runs

The LIGO Scientific Collaboration , the Virgo Collaboration: B. P. Abbott , R. Abbott , T. D. Abbott , S. Abraham , F. Acernese , K. Ackley , C. Adams
show 1177 more authors
R. X. Adhikari V. B. Adya C. Affeldt M. Agathos K. Agatsuma N. Aggarwal O. D. Aguiar L. Aiello A. Ain P. Ajith G. Allen A. Allocca M. A. Aloy P. A. Altin A. Amato S. Anand A. Ananyeva S. B. Anderson W. G. Anderson S. V. Angelova S. Antier S. Appert K. Arai M. C. Araya J. S. Areeda M. Ar\`ene N. Arnaud S. M. Aronson K. G. Arun S. Ascenzi G. Ashton S. M. Aston P. Astone F. Aubin P. Aufmuth K. AultONeal C. Austin V. Avendano A. Avila-Alvarez S. Babak P. Bacon F. Badaracco M. K. M. Bader S. Bae J. Baird P. T. Baker F. Baldaccini G. Ballardin S. W. Ballmer A. Bals S. Banagiri J. C. Barayoga C. Barbieri S. E. Barclay B. C. Barish D. Barker K. Barkett S. Barnum F. Barone B. Barr L. Barsotti M. Barsuglia D. Barta J. Bartlett I. Bartos R. Bassiri A. Basti M. Bawaj J. C. Bayley M. Bazzan B. B\'ecsy M. Bejger I. Belahcene A. S. Bell D. Beniwal M. G. Benjamin G. Bergmann S. Bernuzzi C. P. L. Berry D. Bersanetti A. Bertolini J. Betzwieser R. Bhandare J. Bidler E. Biggs I. A. Bilenko S. A. Bilgili G. Billingsley R. Birney O. Birnholtz S. Biscans M. Bischi S. Biscoveanu A. Bisht M. Bitossi M. A. Bizouard J. K. Blackburn J. Blackman C. D. Blair D. G. Blair R. M. Blair S. Bloemen F. Bobba N. Bode M. Boer Y. Boetzel G. Bogaert F. Bondu R. Bonnand P. Booker B. A. Boom R. Bork V. Boschi S. Bose V. Bossilkov J. Bosveld Y. Bouffanais A. Bozzi C. Bradaschia P. R. Brady A. Bramley M. Branchesi J. E. Brau M. Breschi T. Briant J. H. Briggs F. Brighenti A. Brillet M. Brinkmann P. Brockill A. F. Brooks J. Brooks D. D. Brown S. Brunett A. Buikema T. Bulik H. J. Bulten A. Buonanno D. Buskulic C. Buy R. L. Byer M. Cabero L. Cadonati G. Cagnoli C. Cahillane J. Calder\'on Bustillo T. A. Callister E. Calloni J. B. Camp W. A. Campbell M. Canepa K. C. Cannon H. Cao J. Cao G. Carapella F. Carbognani S. Caride M. F. Carney G. Carullo J. Casanueva Diaz C. Casentini S. Caudill M. Cavagli\`a F. Cavalier R. Cavalieri G. Cella P. Cerd\'a-Dur\'an E. Cesarini O. Chaibi K. Chakravarti S. J. Chamberlin M. Chan S. Chao P. Charlton E. A. Chase E. Chassande-Mottin D. Chatterjee M. Chaturvedi B. D. Cheeseboro H. Y. Chen X. Chen Y. Chen H.-P. Cheng C. K. Cheong H. Y. Chia F. Chiadini A. Chincarini A. Chiummo G. Cho H. S. Cho M. Cho N. Christensen Q. Chu S. Chua K. W. Chung S. Chung G. Ciani M. Cie{\'s}lar A. A. Ciobanu R. Ciolfi F. Cipriano A. Cirone F. Clara J. A. Clark P. Clearwater F. Cleva E. Coccia P.-F. Cohadon D. Cohen M. Colleoni C. G. Collette C. Collins M. Colpi L. R. Cominsky M. Constancio Jr. L. Conti S. J. Cooper P. Corban T. R. Corbitt I. Cordero-Carri\'on S. Corezzi K. R. Corley N. Cornish D. Corre A. Corsi S. Cortese C. A. Costa R. Cotesta M. W. Coughlin S. B. Coughlin J.-P. Coulon S. T. Countryman P. Couvares P. B. Covas E. E. Cowan D. M. Coward M. J. Cowart D. C. Coyne R. Coyne J. D. E. Creighton T. D. Creighton J. Cripe M. Croquette S. G. Crowder T. J. Cullen A. Cumming L. Cunningham E. Cuoco T. Dal Canton G. D\'alya B. D'Angelo S. L. Danilishin S. D'Antonio K. Danzmann A. Dasgupta C. F. Da Silva Costa L. E. H. Datrier V. Dattilo I. Dave M. Davier D. Davis E. J. Daw D. DeBra M. Deenadayalan J. Degallaix M. De Laurentis S. Del\'eglise W. Del Pozzo L. M. DeMarchi N. Demos T. Dent R. De Pietri R. De Rosa C. De Rossi R. DeSalvo O. de Varona S. Dhurandhar M. C. D\'iaz T. Dietrich L. Di Fiore C. DiFronzo C. Di Giorgio F. Di Giovanni M. Di Giovanni T. Di Girolamo A. Di Lieto B. Ding S. Di Pace I. Di Palma F. Di Renzo A. K. Divakarla A. Dmitriev Z. Doctor F. Donovan K. L. Dooley S. Doravari I. Dorrington T. P. Downes M. Drago J. C. Driggers Z. Du J.-G. Ducoin P. Dupej O. Durante S. E. Dwyer P. J. Easter G. Eddolls T. B. Edo A. Effler P. Ehrens J. Eichholz S. S. Eikenberry M. Eisenmann R. A. Eisenstein L. Errico R. C. Essick H. Estelles D. Estevez Z. B. Etienne T. Etzel M. Evans T. M. Evans V. Fafone S. Fairhurst X. Fan S. Farinon B. Farr W. M. Farr E. J. Fauchon-Jones M. Favata M. Fays M. Fazio C. Fee J. Feicht M. M. Fejer F. Feng A. Fernandez-Galiana I. Ferrante E. C. Ferreira T. A. Ferreira F. Fidecaro I. Fiori D. Fiorucci M. Fishbach R. P. Fisher J. M. Fishner R. Fittipaldi M. Fitz-Axen V. Fiumara R. Flaminio M. Fletcher E. Floden E. Flynn H. Fong J. A. Font P. W. F. Forsyth J.-D. Fournier Francisco Hernandez Vivanco S. Frasca F. Frasconi Z. Frei A. Freise R. Frey V. Frey P. Fritschel V. V. Frolov G. Fronz\`e P. Fulda M. Fyffe H. A. Gabbard B. U. Gadre S. M. Gaebel J. R. Gair L. Gammaitoni S. G. Gaonkar C. Garc\'ia-Quir\'os F. Garufi B. Gateley S. Gaudio G. Gaur V. Gayathri G. Gemme E. Genin A. Gennai D. George J. George L. Gergely S. Ghonge Abhirup Ghosh Archisman Ghosh S. Ghosh B. Giacomazzo J. A. Giaime K. D. Giardina D. R. Gibson K. Gill L. Glover J. Gniesmer P. Godwin E. Goetz R. Goetz B. Goncharov G. Gonz\'alez J. M. Gonzalez Castro A. Gopakumar S. E. Gossan M. Gosselin R. Gouaty B. Grace A. Grado M. Granata A. Grant S. Gras P. Grassia C. Gray R. Gray G. Greco A. C. Green R. Green E. M. Gretarsson A. Grimaldi S. J. Grimm P. Groot H. Grote S. Grunewald P. Gruning G. M. Guidi H. K. Gulati Y. Guo A. Gupta Anchal Gupta P. Gupta E. K. Gustafson R. Gustafson L. Haegel O. Halim B. R. Hall E. D. Hall E. Z. Hamilton G. Hammond M. Haney M. M. Hanke J. Hanks C. Hanna M. D. Hannam O. A. Hannuksela T. J. Hansen J. Hanson T. Harder T. Hardwick K. Haris J. Harms G. M. Harry I. W. Harry R. K. Hasskew C. J. Haster K. Haughian F. J. Hayes J. Healy A. Heidmann M. C. Heintze H. Heitmann F. Hellman P. Hello G. Hemming M. Hendry I. S. Heng J. Hennig M. Heurs S. Hild T. Hinderer S. Hochheim D. Hofman A. M. Holgado N. A. Holland K. Holt D. E. Holz P. Hopkins C. Horst J. Hough E. J. Howell C. G. Hoy Y. Huang M. T. H\"ubner E. A. Huerta D. Huet B. Hughey V. Hui S. Husa S. H. Huttner T. Huynh-Dinh B. Idzkowski A. Iess H. Inchauspe C. Ingram R. Inta G. Intini B. Irwin H. N. Isa J.-M. Isac M. Isi B. R. Iyer T. Jacqmin S. J. Jadhav K. Jani N. N. Janthalur P. Jaranowski D. Jariwala A. C. Jenkins J. Jiang D. S. Johnson A. W. Jones D. I. Jones J. D. Jones R. Jones R. J. G. Jonker L. Ju J. Junker C. V. Kalaghatgi V. Kalogera B. Kamai S. Kandhasamy G. Kang J. B. Kanner S. J. Kapadia S. Karki R. Kashyap M. Kasprzack S. Katsanevas E. Katsavounidis W. Katzman S. Kaufer K. Kawabe N. V. Keerthana F. K\'ef\'elian D. Keitel R. Kennedy J. S. Key F. Y. Khalili I. Khan S. Khan E. A. Khazanov N. Khetan M. Khursheed N. Kijbunchoo Chunglee Kim J. C. Kim K. Kim W. Kim W. S. Kim Y.-M. Kim C. Kimball P. J. King M. Kinley-Hanlon R. Kirchhoff J. S. Kissel L. Kleybolte J. H. Klika S. Klimenko T. D. Knowles P. Koch S. M. Koehlenbeck G. Koekoek S. Koley V. Kondrashov A. Kontos N. Koper M. Korobko W. Z. Korth M. Kovalam D. B. Kozak C. Kr\"amer V. Kringel N. Krishnendu A. Kr\'olak N. Krupinski G. Kuehn A. Kumar P. Kumar Rahul Kumar Rakesh Kumar L. Kuo A. Kutynia S. Kwang B. D. Lackey D. Laghi K. H. Lai T. L. Lam M. Landry B. B. Lane R. N. Lang J. Lange B. Lantz R. K. Lanza A. Lartaux-Vollard P. D. Lasky M. Laxen A. Lazzarini C. Lazzaro P. Leaci S. Leavey Y. K. Lecoeuche C. H. Lee H. K. Lee H. M. Lee H. W. Lee J. Lee K. Lee J. Lehmann A. K. Lenon N. Leroy N. Letendre Y. Levin A. Li J. Li K. J. L. Li T. G. F. Li X. Li F. Lin F. Linde S. D. Linker T. B. Littenberg J. Liu X. Liu M. Llorens-Monteagudo R. K. L. Lo L. T. London A. Longo M. Lorenzini V. Loriette M. Lormand G. Losurdo J. D. Lough C. O. Lousto G. Lovelace M. E. Lower H. L\"uck D. Lumaca A. P. Lundgren R. Lynch Y. Ma R. Macas S. Macfoy M. MacInnis D. M. Macleod A. Macquet I. Maga\~na Hernandez F. Maga\~na-Sandoval R. M. Magee E. Majorana I. Maksimovic A. Malik N. Man V. Mandic V. Mangano G. L. Mansell M. Manske M. Mantovani M. Mapelli F. Marchesoni F. Marion S. M\'arka Z. M\'arka C. Markakis A. S. Markosyan A. Markowitz E. Maros A. Marquina S. Marsat F. Martelli I. W. Martin R. M. Martin V. Martinez D. V. Martynov H. Masalehdan K. Mason E. Massera A. Masserot T. J. Massinger M. Masso-Reid S. Mastrogiovanni A. Matas F. Matichard L. Matone N. Mavalvala J. J. McCann R. McCarthy D. E. McClelland S. McCormick L. McCuller S. C. McGuire C. McIsaac J. McIver D. J. McManus T. McRae S. T. McWilliams D. Meacher G. D. Meadors M. Mehmet A. K. Mehta J. Meidam E. Mejuto Villa A. Melatos G. Mendell R. A. Mercer L. Mereni K. Merfeld E. L. Merilh M. Merzougui S. Meshkov C. Messenger C. Messick F. Messina R. Metzdorff P. M. Meyers F. Meylahn A. Miani H. Miao C. Michel H. Middleton L. Milano A. L. Miller M. Millhouse J. C. Mills M. C. Milovich-Goff O. Minazzoli Y. Minenkov A. Mishkin C. Mishra T. Mistry S. Mitra V. P. Mitrofanov G. Mitselmakher R. Mittleman G. Mo D. Moffa K. Mogushi S. R. P. Mohapatra M. Molina-Ruiz M. Mondin M. Montani C. J. Moore D. Moraru F. Morawski G. Moreno S. Morisaki B. Mours C. M. Mow-Lowry F. Muciaccia Arunava Mukherjee D. Mukherjee S. Mukherjee Subroto Mukherjee N. Mukund A. Mullavey J. Munch E. A. Mu\~niz M. Muratore P. G. Murray I. Nardecchia L. Naticchioni R. K. Nayak B. F. Neil J. Neilson G. Nelemans T. J. N. Nelson M. Nery A. Neunzert L. Nevin K. Y. Ng S. Ng C. Nguyen P. Nguyen D. Nichols S. A. Nichols S. Nissanke F. Nocera C. North L. K. Nuttall M. Obergaulinger J. Oberling B. D. O'Brien G. Oganesyan G. H. Ogin J. J. Oh S. H. Oh F. Ohme H. Ohta M. A. Okada M. Oliver P. Oppermann Richard J. Oram B. O'Reilly R. G. Ormiston L. F. Ortega R. O'Shaughnessy S. Ossokine D. J. Ottaway H. Overmier B. J. Owen A. E. Pace G. Pagano M. A. Page G. Pagliaroli A. Pai S. A. Pai J. R. Palamos O. Palashov C. Palomba H. Pan P. K. Panda P. T. H. Pang C. Pankow F. Pannarale B. C. Pant F. Paoletti A. Paoli A. Parida W. Parker D. Pascucci A. Pasqualetti R. Passaquieti D. Passuello M. Patil B. Patricelli E. Payne B. L. Pearlstone T. C. Pechsiri A. J. Pedersen M. Pedraza R. Pedurand A. Pele S. Penn A. Perego C. J. Perez C. P\'erigois A. Perreca J. Petermann H. P. Pfeiffer M. Phelps K. S. Phukon O. J. Piccinni M. Pichot F. Piergiovanni V. Pierro G. Pillant L. Pinard I. M. Pinto M. Pirello M. Pitkin W. Plastino R. Poggiani D. Y. T. Pong S. Ponrathnam P. Popolizio E. K. Porter J. Powell A. K. Prajapati J. Prasad K. Prasai R. Prasanna G. Pratten T. Prestegard M. Principe G. A. Prodi L. Prokhorov M. Punturo P. Puppo M. P\"urrer H. Qi V. Quetschke P. J. Quinonez F. J. Raab G. Raaijmakers H. Radkins N. Radulesco P. Raffai S. Raja C. Rajan B. Rajbhandari M. Rakhmanov K. E. Ramirez A. Ramos-Buades Javed Rana K. Rao P. Rapagnani V. Raymond M. Razzano J. Read T. Regimbau L. Rei S. Reid D. H. Reitze P. Rettegno F. Ricci C. J. Richardson J. W. Richardson P. M. Ricker G. Riemenschneider K. Riles M. Rizzo N. A. Robertson F. Robinet A. Rocchi L. Rolland J. G. Rollins V. J. Roma M. Romanelli R. Romano C. L. Romel J. H. Romie C. A. Rose D. Rose K. Rose D. Rosi\'nska S. G. Rosofsky M. P. Ross S. Rowan A. R\"udiger P. Ruggi G. Rutins K. Ryan S. Sachdev T. Sadecki M. Sakellariadou O. S. Salafia L. Salconi M. Saleem A. Samajdar L. Sammut E. J. Sanchez L. E. Sanchez N. Sanchis-Gual J. R. Sanders K. A. Santiago E. Santos N. Sarin B. Sassolas O. Sauter R. L. Savage P. Schale M. Scheel J. Scheuer P. Schmidt R. Schnabel R. M. S. Schofield A. Sch\"onbeck E. Schreiber B. W. Schulte B. F. Schutz J. Scott S. M. Scott E. Seidel D. Sellers A. S. Sengupta N. Sennett D. Sentenac V. Sequino A. Sergeev Y. Setyawati D. A. Shaddock T. Shaffer M. S. Shahriar M. B. Shaner A. Sharma P. Sharma P. Shawhan H. Shen R. Shink D. H. Shoemaker D. M. Shoemaker K. Shukla S. ShyamSundar K. Siellez M. Sieniawska D. Sigg L. P. Singer D. Singh N. Singh A. Singhal A. M. Sintes S. Sitmukhambetov V. Skliris B. J. J. Slagmolen T. J. Slaven-Blair J. R. Smith R. J. E. Smith S. Somala E. J. Son S. Soni B. Sorazu F. Sorrentino T. Souradeep E. Sowell A. P. Spencer M. Spera A. K. Srivastava V. Srivastava K. Staats C. Stachie M. Standke D. A. Steer M. Steinke J. Steinlechner S. Steinlechner D. Steinmeyer S. P. Stevenson D. Stocks R. Stone D. J. Stops K. A. Strain G. Stratta S. E. Strigin A. Strunk R. Sturani A. L. Stuver V. Sudhir T. Z. Summerscales L. Sun S. Sunil A. Sur J. Suresh P. J. Sutton B. L. Swinkels M. J. Szczepa\'nczyk M. Tacca S. C. Tait C. Talbot D. B. Tanner D. Tao M. T\'apai A. Tapia J. D. Tasson R. Taylor R. Tenorio L. Terkowski M. Thomas P. Thomas S. R. Thondapu K. A. Thorne E. Thrane Shubhanshu Tiwari Srishti Tiwari V. Tiwari K. Toland M. Tonelli Z. Tornasi A. Torres-Forn\'e C. I. Torrie D. T\"oyr\"a F. Travasso G. Traylor M. C. Tringali A. Tripathee A. Trovato L. Trozzo K. W. Tsang M. Tse R. Tso L. Tsukada D. Tsuna T. Tsutsui D. Tuyenbayev K. Ueno D. Ugolini C. S. Unnikrishnan A. L. Urban S. A. Usman H. Vahlbruch G. Vajente G. Valdes M. Valentini N. van Bakel M. van Beuzekom J. F. J. van den Brand C. Van Den Broeck D. C. Vander-Hyde L. van der Schaaf J. V. VanHeijningen A. A. van Veggel M. Vardaro V. Varma S. Vass M. Vas\'uth A. Vecchio G. Vedovato J. Veitch P. J. Veitch K. Venkateswara G. Venugopalan D. Verkindt F. Vetrano A. Vicer\'e A. D. Viets S. Vinciguerra D. J. Vine J.-Y. Vinet S. Vitale T. Vo H. Vocca C. Vorvick S. P. Vyatchanin A. R. Wade L. E. Wade M. Wade R. Walet M. Walker L. Wallace S. Walsh H. Wang J. Z. Wang S. Wang W. H. Wang Y. F. Wang R. L. Ward Z. A. Warden J. Warner M. Was J. Watchi B. Weaver L.-W. Wei M. Weinert A. J. Weinstein R. Weiss F. Wellmann L. Wen E. K. Wessel P. We{\ss}els J. W. Westhouse K. Wette J. T. Whelan B. F. Whiting C. Whittle D. M. Wilken D. Williams A. R. Williamson J. L. Willis B. Willke W. Winkler C. C. Wipf H. Wittel G. Woan J. Woehler J. K. Wofford J. L. Wright D. S. Wu D. M. Wysocki S. Xiao R. Xu H. Yamamoto C. C. Yancey L. Yang Y. Yang Z. Yang M. J. Yap M. Yazback D. W. Yeeles Hang Yu Haocun Yu S. H. R. Yuen A. K. Zadro\.zny A. Zadro\.zny M. Zanolin T. Zelenova J.-P. Zendri M. Zevin J. Zhang L. Zhang T. Zhang C. Zhao G. Zhao M. Zhou Z. Zhou X. J. Zhu M. E. Zucker J. Zweizig F. Salemi
This is my paper
classification 🌌 astro-ph.HE
keywords binaryeccentricsearchadvancedblackmergersholeorbits
0
0 comments X
read the original abstract

When formed through dynamical interactions, stellar-mass binary black holes may retain eccentric orbits ($e>0.1$ at 10 Hz) detectable by ground-based gravitational-wave detectors. Eccentricity can therefore be used to differentiate dynamically-formed binaries from isolated binary black hole mergers. Current template-based gravitational-wave searches do not use waveform models associated to eccentric orbits, rendering the search less efficient to eccentric binary systems. Here we present results of a search for binary black hole mergers that inspiral in eccentric orbits using data from the first and second observing runs (O1 and O2) of Advanced LIGO and Advanced Virgo. The search uses minimal assumptions on the morphology of the transient gravitational waveform. We show that it is sensitive to binary mergers with a detection range that is weakly dependent on eccentricity for all bound systems. Our search did not identify any new binary merger candidates. We interpret these results in light of eccentric binary formation models.

This paper has not been read by Pith yet.

discussion (0)

Sign in with ORCID, Apple, or X to comment. Anyone can read and Pith papers without signing in.

Forward citations

Cited by 8 Pith papers

Reviewed papers in the Pith corpus that reference this work. Sorted by Pith novelty score.

  1. Accurate waveforms for generic planar-orbit binary black holes: The multipolar effective-one-body model SEOBNRv6EHM

    gr-qc 2026-05 unverdicted novelty 7.0

    SEOBNRv6EHM is a multipolar EOB model for eccentric planar-orbit BBHs calibrated to NR simulations, showing low waveform mismatches up to eccentricity 0.9.

  2. Constraining Dipole Radiation with Multiband Gravitational Waves from Eccentric Binary Black Holes

    gr-qc 2026-04 unverdicted novelty 7.0

    Multiband observations of eccentric binary black holes can constrain dipole-radiation deviations from general relativity to |b| ≲ 10^{-7} for a GW231123-like event when combining one year of space-based data with grou...

  3. Highly eccentric non-spinning binary black hole mergers: quadrupolar post-merger waveforms

    gr-qc 2026-04 unverdicted novelty 7.0

    Polynomial models for the (2,2) post-merger waveform amplitudes of eccentric non-spinning binary black holes are constructed from numerical-relativity data as functions of symmetric mass ratio and two merger-time dyna...

  4. GWTC-2: Compact Binary Coalescences Observed by LIGO and Virgo During the First Half of the Third Observing Run

    gr-qc 2020-10 accept novelty 7.0

    LIGO and Virgo detected 39 compact binary coalescence events in O3a, including 13 new ones, with black hole binaries up to 150 solar masses and the first significantly asymmetric mass ratios.

  5. Detection of GW200105 with a targeted eccentric search

    gr-qc 2025-12 unverdicted novelty 6.0

    Targeted eccentric search detects GW200105 with SNR 13.4 and FAR <1/1000 yr, consistent with dynamical formation of the NSBH binary.

  6. Enhancing Early Detection and Localization of Gravitational Waves via Eccentricity-Induced Higher Harmonic Modes with 2G Detector Networks

    gr-qc 2024-12 unverdicted novelty 6.0

    Eccentricity-induced higher harmonics allow binary neutron star gravitational wave signals to reach detection thresholds and achieve useful localization several minutes earlier in 2G detector networks than circular signals.

  7. Evidence for eccentricity in the population of binary black holes observed by LIGO-Virgo-KAGRA

    gr-qc 2024-04 unverdicted novelty 6.0

    Bayesian inference on LVK O1-O3 events with eccentric aligned-spin waveforms yields log10 Bayes factors of 1.77-4.75 favoring eccentricity for GW200129, GW190701 and GW200208_22, and >99.5% probability that at least o...

  8. GWTC-3: Compact Binary Coalescences Observed by LIGO and Virgo During the Second Part of the Third Observing Run

    gr-qc 2021-11 accept novelty 4.0

    GWTC-3 catalogs 90 compact binary coalescence events with p_astro > 0.5 from LIGO and Virgo's first three observing runs, including the first confident neutron star-black hole binaries.