Prospects for observing and localizing gravitational-wave transients with Advanced LIGO, Advanced Virgo and KAGRA
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Notice bibliographique
Résumé
Abstract We present our current best estimate of the plausible observing scenarios for the Advanced LIGO, Advanced Virgo and KAGRA gravitational-wave detectors over the next several years, with the intention of providing information to facilitate planning for multi-messenger astronomy with gravitational waves. We estimate the sensitivity of the network to transient gravitational-wave signals for the third (O3), fourth (O4) and fifth observing (O5) runs, including the planned upgrades of the Advanced LIGO and Advanced Virgo detectors. We study the capability of the network to determine the sky location of the source for gravitational-wave signals from the inspiral of binary systems of compact objects, that is binary neutron star, neutron star–black hole, and binary black hole systems. The ability to localize the sources is given as a sky-area probability, luminosity distance, and comoving volume. The median sky localization area (90% credible region) is expected to be a few hundreds of square degrees for all types of binary systems during O3 with the Advanced LIGO and Virgo (HLV) network. The median sky localization area will improve to a few tens of square degrees during O4 with the Advanced LIGO, Virgo, and KAGRA (HLVK) network. During O3, the median localization volume (90% credible region) is expected to be on the order of $$10^{5}, 10^{6}, 10^{7}\mathrm {\ Mpc}^3$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msup> <mml:mn>10</mml:mn> <mml:mn>5</mml:mn> </mml:msup> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:msup> <mml:mn>10</mml:mn> <mml:mn>6</mml:mn> </mml:msup> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:msup> <mml:mn>10</mml:mn> <mml:mn>7</mml:mn> </mml:msup> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mspace/> <mml:mi>Mpc</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mn>3</mml:mn> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> for binary neutron star, neutron star–black hole, and binary black hole systems, respectively. The localization volume in O4 is expected to be about a factor two smaller than in O3. We predict a detection count of $$1^{+12}_{-1}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msubsup> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mrow> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:mn>12</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msubsup> </mml:math> ( $$10^{+52}_{-10}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msubsup> <mml:mn>10</mml:mn> <mml:mrow> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:mn>10</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:mn>52</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msubsup> </mml:math> ) for binary neutron star mergers, of $$0^{+19}_{-0}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msubsup> <mml:mn>0</mml:mn> <mml:mrow> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:mn>19</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msubsup> </mml:math> ( $$1^{+91}_{-1}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msubsup> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mrow> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:mn>91</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msubsup> </mml:math> ) for neutron star–black hole mergers, and $$17^{+22}_{-11}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msubsup> <mml:mn>17</mml:mn> <mml:mrow> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:mn>11</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:mn>22</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msubsup> </mml:math> ( $$79^{+89}_{-44}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msubsup> <mml:mn>79</mml:mn> <mml:mrow> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:mn>44</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:mn>89</mml:mn> </mml:mrow> </mml:msubsup> </mml:math> ) for binary black hole mergers in a one-calendar-year observing run of the HLV network during O3 (HLVK network during O4). We evaluate sensitivity and localization expectations for unmodeled signal searches, including the search for intermediate mass black hole binary mergers.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle