Abstract
Isolated neutron stars that are asymmetric with respect to their spin axis are possible sources of detectable continuous gravitational waves. This paper presents a fully coherent search for such signals from eighteen pulsars in data from LIGO and Virgo's third observing run (O3). For known pulsars, efficient and sensitive matched-filter searches can be carried out if one assumes the gravitational radiation is phase-locked to the electromagnetic emission. In the search presented here, we relax this assumption and allow both the frequency and the time derivative of the frequency of the gravitational waves to vary in a small range around those inferred from electromagnetic observations. We find no evidence for continuous gravitational waves, and set upper limits on the strain amplitude for each target. These limits are more constraining for seven of the targets than the spin-down limit defined by ascribing all rotational energy loss to gravitational radiation. In an additional search, we look in O3 data for long-duration (hours-months) transient gravitational waves in the aftermath of pulsar glitches for six targets with a total of nine glitches. We report two marginal outliers from this search, but find no clear evidence for such emission either. The resulting duration-dependent strain upper limits do not surpass indirect energy constraints for any of these targets.
| Original language | English (US) |
|---|---|
| Article number | 133 |
| Journal | Astrophysical Journal |
| Volume | 932 |
| Issue number | 2 |
| DOIs | |
| State | Published - Jun 1 2022 |
Keywords
- Gravitational wave astronomy
- Neutron stars
- Pulsars
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Dive into the research topics of 'Narrowband Searches for Continuous and Long-duration Transient Gravitational Waves from Known Pulsars in the LIGO-Virgo Third Observing Run'. Together they form a unique fingerprint.Cite this
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In: Astrophysical Journal, Vol. 932, No. 2, 133, 01.06.2022.
Research output: Contribution to journal › Article › peer-review
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T1 - Narrowband Searches for Continuous and Long-duration Transient Gravitational Waves from Known Pulsars in the LIGO-Virgo Third Observing Run
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AU - Leaci, P.
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AU - Lecoeuche, Y. K.
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AU - Lee, H. M.
AU - Lee, H. W.
AU - Lee, J.
AU - Lee, K.
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AU - Lehmann, J.
AU - Lemaître, A.
AU - Leonardi, M.
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AU - Leyde, K.
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AU - Llorens-Monteagudo, M.
AU - Lo, R. K.L.
AU - Lockwood, A.
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AU - Longo, A.
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AU - Portilla, M. Bhaskar Lopez
AU - Lorenzini, M.
AU - Loriette, V.
AU - Lormand, M.
AU - Losurdo, G.
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AU - Lousto, C. O.
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AU - Lucaccioni, J. F.
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AU - Luo, L. W.
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AU - Macmillan, I. A.O.
AU - Macquet, A.
AU - Hernandez, I. Magaña
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AU - McClelland, D. E.
AU - McClincy, P. K.
AU - McCormick, S.
AU - McCuller, L.
AU - McGhee, G. I.
AU - McGuire, S. C.
AU - McIsaac, C.
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AU - McRae, T.
AU - McWilliams, S. T.
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AU - Michel, C.
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AU - Milano, L.
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AU - Nakano, M.
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AU - Planas, L.
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AU - Polini, E.
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AU - Rees, L. A.
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AU - Reid, S. W.
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AU - Sakai, Y.
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AU - Sanchez, L. E.
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AU - Sanders, J. R.
AU - Sanuy, A.
AU - Saravanan, T. R.
AU - Sarin, N.
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AU - Satari, H.
AU - Sato, S.
AU - Sato, T.
AU - Sauter, O.
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AU - Sawada, T.
AU - Sawant, D.
AU - Sawant, H. L.
AU - Sayah, S.
AU - Schaetzl, D.
AU - Scheel, M.
AU - Scheuer, J.
AU - Schiworski, M.
AU - Schmidt, P.
AU - Schmidt, S.
AU - Schnabel, R.
AU - Schneewind, M.
AU - Schofield, R. M.S.
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AU - Scott, S. M.
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AU - Sekiguchi, T.
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AU - Sellers, D.
AU - Sengupta, A. S.
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AU - Seo, E. G.
AU - Sequino, V.
AU - Sergeev, A.
AU - Setyawati, Y.
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AU - Shahriar, M. S.
AU - Shams, B.
AU - Shao, L.
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AU - Shikauchi, M.
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AU - Shinkai, H.
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AU - Shoda, A.
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AU - Singer, L. P.
AU - Singh, D.
AU - Singh, N.
AU - Singha, A.
AU - Sintes, A. M.
AU - Sipala, V.
AU - Skliris, V.
AU - Slagmolen, B. J.J.
AU - Slaven-Blair, T. J.
AU - Smetana, J.
AU - Smith, J. R.
AU - Smith, R. J.E.
AU - Soldateschi, J.
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AU - Son, E. J.
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AU - Soni, S.
AU - Sordini, V.
AU - Sorrentino, F.
AU - Sorrentino, N.
AU - Sotani, H.
AU - Soulard, R.
AU - Souradeep, T.
AU - Sowell, E.
AU - Spagnuolo, V.
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AU - Spera, M.
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AU - Srivastava, A. K.
AU - Srivastava, V.
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AU - Stachie, C.
AU - Steer, D. A.
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AU - Steinlechner, S.
AU - Stops, D. J.
AU - Stover, M.
AU - Strain, K. A.
AU - Strang, L. C.
AU - Stratta, G.
AU - Strunk, A.
AU - Sturani, R.
AU - Stuver, A. L.
AU - Sudhagar, S.
AU - Sudhir, V.
AU - Sugimoto, R.
AU - Suh, H. G.
AU - Summerscales, T. Z.
AU - Sun, H.
AU - Sun, L.
AU - Sunil, S.
AU - Sur, A.
AU - Suresh, J.
AU - Sutton, P. J.
AU - Suzuki, Takamasa
AU - Suzuki, Toshikazu
AU - Swinkels, B. L.
AU - Szczepańczyk, M. J.
AU - Szewczyk, P.
AU - Tacca, M.
AU - Tagoshi, H.
AU - Tait, S. C.
AU - Takahashi, H.
AU - Takahashi, R.
AU - Takamori, A.
AU - Takano, S.
AU - Takeda, H.
AU - Takeda, M.
AU - Talbot, C. J.
AU - Talbot, C.
AU - Tanaka, H.
AU - Tanaka, Kazuyuki
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AU - Tao, L.
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AU - Tasson, J. D.
AU - Telada, S.
AU - Tenorio, R.
AU - Terhune, J. E.
AU - Terkowski, L.
AU - Thirugnanasambandam, M. P.
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AU - Thompson, J. E.
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AU - Tringali, M. C.
AU - Tripathee, A.
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AU - Tsai, D. S.
AU - Tsang, K. W.
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AU - Tsao, J. S.
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AU - Tsukada, L.
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AU - Ubhi, A. S.
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AU - Vahlbruch, H.
AU - Vajente, G.
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AU - Valdes, G.
AU - Valentini, M.
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AU - Van Beuzekom, M.
AU - Van Den Brand, J. F.J.
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AU - Van Der Schaaf, L.
AU - Van Heijningen, J. V.
AU - Vanosky, J.
AU - Van Putten, M. H.P.M.
AU - Van Remortel, N.
AU - Vardaro, M.
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AU - Veitch, P. J.
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AU - Veske, D.
AU - Vetrano, F.
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AU - Viets, A. D.
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AU - Virtuoso, A.
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AU - Vorvick, C.
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AU - Wallace, G. S.
AU - Wallace, L.
AU - Walsh, S.
AU - Wang, J.
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AU - Wang, W. H.
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AU - Weller, C. M.
AU - Wellmann, F.
AU - Wen, L.
AU - Weßels, P.
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AU - Whelan, J. T.
AU - White, D. D.
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AU - Williams, M. J.
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AU - Wu, D. S.
AU - Wu, H.
AU - Wu, S.
AU - Wysocki, D. M.
AU - Xiao, L.
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AU - Yang, L.
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N1 - Publisher Copyright: © 2022. The Author(s). Published by the American Astronomical Society.
PY - 2022/6/1
Y1 - 2022/6/1
N2 - Isolated neutron stars that are asymmetric with respect to their spin axis are possible sources of detectable continuous gravitational waves. This paper presents a fully coherent search for such signals from eighteen pulsars in data from LIGO and Virgo's third observing run (O3). For known pulsars, efficient and sensitive matched-filter searches can be carried out if one assumes the gravitational radiation is phase-locked to the electromagnetic emission. In the search presented here, we relax this assumption and allow both the frequency and the time derivative of the frequency of the gravitational waves to vary in a small range around those inferred from electromagnetic observations. We find no evidence for continuous gravitational waves, and set upper limits on the strain amplitude for each target. These limits are more constraining for seven of the targets than the spin-down limit defined by ascribing all rotational energy loss to gravitational radiation. In an additional search, we look in O3 data for long-duration (hours-months) transient gravitational waves in the aftermath of pulsar glitches for six targets with a total of nine glitches. We report two marginal outliers from this search, but find no clear evidence for such emission either. The resulting duration-dependent strain upper limits do not surpass indirect energy constraints for any of these targets.
AB - Isolated neutron stars that are asymmetric with respect to their spin axis are possible sources of detectable continuous gravitational waves. This paper presents a fully coherent search for such signals from eighteen pulsars in data from LIGO and Virgo's third observing run (O3). For known pulsars, efficient and sensitive matched-filter searches can be carried out if one assumes the gravitational radiation is phase-locked to the electromagnetic emission. In the search presented here, we relax this assumption and allow both the frequency and the time derivative of the frequency of the gravitational waves to vary in a small range around those inferred from electromagnetic observations. We find no evidence for continuous gravitational waves, and set upper limits on the strain amplitude for each target. These limits are more constraining for seven of the targets than the spin-down limit defined by ascribing all rotational energy loss to gravitational radiation. In an additional search, we look in O3 data for long-duration (hours-months) transient gravitational waves in the aftermath of pulsar glitches for six targets with a total of nine glitches. We report two marginal outliers from this search, but find no clear evidence for such emission either. The resulting duration-dependent strain upper limits do not surpass indirect energy constraints for any of these targets.
KW - Gravitational wave astronomy
KW - Neutron stars
KW - Pulsars
UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85134666136&partnerID=8YFLogxK
UR - http://www.scopus.com/inward/citedby.url?scp=85134666136&partnerID=8YFLogxK
U2 - 10.3847/1538-4357/ac6ad0
DO - 10.3847/1538-4357/ac6ad0
M3 - Article
AN - SCOPUS:85134666136
SN - 0004-637X
VL - 932
JO - Astrophysical Journal
JF - Astrophysical Journal
IS - 2
M1 - 133
ER -