Narrow-band search of continuous gravitational-wave signals from Crab and Vela pulsars in Virgo VSR4 data

Aasi, J.; Abbott, B.; Abbott, R.; Abbott, T.; Abernathy, M; Acernese, F.; Ackley, K.; Adams, C.; Adams, T.; Addesso, P.; Brady, P. R.; Piergiovanni, F.; Blair, C. D.; Hofman, D.; Katzman, W.; Summerscales, T. Z.; McWilliams, S.; Bonnand, R.; Steinlechner, S.; Pinto, I. M.; Moreno, G.; Oh, S. H.; Dominguez, E.; Iyer, B. R.; King, E. J.; MacInnis, M.; Poteomkin, A.; Bork, R.; Chalermsongsak, T.; Willke, B.; Clara, F.; Born, M.; Vallisneri, M.; Lorenzini, M.; Boschi, V.; Paris, H.; Wessels, P.; Raja, S.; Bhandare, R.; Sutton, P. J.; Colombini, M.; Bose, Sukanta; Ballmer, S. W.; Gergely, L. Á.; Krishnan, B.; Matichard, F.; Raymond, V.; Kokeyama, K.; De Rosa, R.; van Bakel, N; Lebigot, E.; Countryman, S.; Walsh, S.; Heitmann, H.; Hartman, M. T.; Bejger, M.; Veitch, P. J.; Ochsner, E.; Fafone, V.; Kasprzack, M.; Powell, J.; Patrick, Z.; Aggarwal, N.; Rowan, S.; Biwer, C.; Slagmolen, B.J.J.; Bradaschia, C.; Driggers, J. C.; Man, N.; Evans, T.; Pele, A.; Romie, J. H.; Díaz, M. C.; Canton, T. Dal; Leroy, N.; Couvares, P.; Ma, Y.; Fricke, T. T.; Razzano, M.; Mavalvala, N.; Coward, D. M.; Gleason, J.; DeRosa, R. T.; Bodiya, T. P.; Capano, C. D.; Koehlenbeck, S.; Izumi, K.; Zhang, Y.; Bulten, H.J.; Constancio, M.; Cowart, M. J.; Coyne, D. C.; Padilla, C.; Isler, J. C.; O’Shaughnessy, R.; Kaufer, S.; Singer, L.; Murray, P. G.; Bilenko, I. A.; Hopkins, P.; Radkins, H.; Wang, H.; Kim, C.; Lee, C. H.; Tiwari, V.; Mullavey, A.; Coyne, R.; Collette, C.; Rajalakshmi, G.; Oram, R.; Giazotto, A.; Królak, A.; Barone, F.; Cepeda, C; Agatsuma, K.; Craig, K.; Di Fiore, L.; Yamamoto, H.; Du, Z.; Creighton, J. D. E.; Mazzolo, G.; Ain, A.; Puppo, P.; Wimmer, M.; Ryan, K.; Smith, R. J. E.; Tomlinson, C.; Eggenstein, H.-B.; Creighton, T. D.; Littenberg, T. B.; Macleod, D. M.; Mohapatra, S. R. P.; Saleem, M.; Lundgren, A. P.; Gatto, A.; Viceré, A.; Marchesoni, F.; Fairhurst, S.; Westphal, T.; Kéfélian, F.; Prasad, J.; Wade, M.; Chiummo, A.; Grunewald, S.; Lebigot, E. O.; Re, V.; Bergman, J.; Effler, A.; Scott, J.; Blackburn, J. K.; Cripe, J.; Ashton, G.; Cesarini, E.; Groot, P.; Quiroga, G.; Schuette, D.; Genin, E.; Fidecaro, F.; Martelli, F.; Fan, X.; Heidmann, A.; Salemi, F.; Batch, J. C.; Anderson, W. G.; Hough, J.; Gehrels, N.; Yancey, C. C.; Del Pozzo, W.; Lück, H.; Krueger, C.; Daveloza, H.; Anderson, S. B.; Fang, Q.; Farinon, S.; Predoi, V.; Barbet, M.; Bell, C.; Lee, H. M.; Straniero, N.; Pai, A.; Kim, N.; Rüdiger, A.; Corsi, A.; Caride, S.; Márka, S.; van Beuzekom, M; Overmier, H.; Farr, B.; Brillet, A.; Sachdev, S.; Hosken, D. J.; Caudill, S.; McCarthy, R.; DeSalvo, R.; Downes, T. P.; Farr, W. M.; Gennai, A.; Zhao, C.; Brown, N. M.; Favata, M.; Fays, M.; Rocchi, A.; Yang, Q.; Sengupta, A. S.; Swinkels, B.; Van Den Brand, J.; Grant, A.; Brisson, V.; Massinger, T. J.; Meinders, M.; Clark, J. A.; McIver, J.; Heurs, M.; Wang, M.; Miller, J.; Guidi, G. M.; Winkler, W.; Carbognani, F.; Reed, C M; Welborn, T.; Jacobson, M.; Barsuglia, M.; Sammut, L.; Rollins, J. G.; Granata, M.; Coccia, E.; Verkindt, D.; Fehrmann, H.; Hughey, B.; Dhurandhar, S.; Romanov, G.; Singer, A.; Hoak, D.; Hanson, J.; Basti, A.; Guido, C. J.; Kawabe, K.; Sergeev, A.; Behnke, B.; Guo, X.; Hewitson, M.; Zhou, M.; Gair, J. R.; McIntyre, G.; Magaña-Sandoval, F.; Araya, M. C.; Gray, C.; Gushwa, K.; Buikema, A.; Regimbau, T.; Ramirez, K.; Cavalier, F.; Thorne, K. A.; Premachandra, S.; Lombardi, A. L.; Scott, S. M.; Evans, M.; Dent, T.; Ming, J.; Vincent-Finley, R.; Aston, S. M.; Dahl, K.; Sequino, V.; Kim, Y.-M.; Brau, J. E.; Morriss, S. R.; Gemme, G.; González, G.; Gustafson, E. K.; Hodge, K. A.; Danzmann, K.; Gustafson, R.; Hacker, J.; Schilling, R.; Zhu, X. J.; Sintes, A. M.; Tonelli, M.; Cook, D.; Babak, S.; Damjanic, M.; Mytidis, A.; Ducrot, M.; Mueller, G.; Key, J. S.; Bock, O.; Nguyen, T.; Jang, H.; Yvert, M.; Denker, T.; Sandberg, V.; Kuehn, G.; Millhouse, M.; Serna, G.; Schofield, R. M. S.; Indik, N.; Eberle, T.; Wallace, L.; Hall, E. D.; Klimenko, S.; Gendre, B.; Biscans, S.; Calloni, E.; Baldaccini, F.; Nolting, D.; Jaranowski, P.; Leong, J. R.; Smith-Lefebvre, N. D.; Pillant, G.; Baker, P. T.; Khalaidovski, A.; Hemming, G.; Chamberlin, S. J.; Melatos, A.; Haster, C.-J.; Inta, R.; Jawahar, S.; Dattilo, V.; Sanders, J. R.; Sadeghian, L.; Dergachev, V.; Rei, L.; Mazumder, N.; Singh, R.; Gretarsson, A. M.; Gammaitoni, L.; Nitz, A. H.; Wang, X.; Ji, Y.; Ferrini, F.; Smith, J. R.; Cunningham, L.; O’Reilly, B.; Aulbert, C.; Hu, Y. M.; Jiménez-Forteza, F.; Khazanov, E. A.; Fournier, J.-D.; Cadonati, L.; Johnson, W. W.; Sidery, T. L.; Stuver, A. L.; Van Den Broeck, C.; Eikenberry, S. S.; Kowalska, I.; Fiori, I.; Chen, Y.; Gossan, S.; Ottaway, D. J.; Libbrecht, K.; Wipf, C. C.; Kumar, A.; Zucker, M. E.; Arceneaux, C.; Sevigny, A.; Magee, R.; Nielsen, A. B.; Son, E. J.; Sigg, D.; Korth, W. Z.; Gouaty, R.; Jones, D. I.; Lubinski, M. J.; Hild, S.; Thomas, P.; Debreczeni, G.; Leaci, P.; Pekowsky, L.; Kumar, P.; Maros, E.; Szczepanczyk, M.; Kuo, L.; Libson, A.; Keitel, D.; Di Lieto, A.; Nagy, M. F.; Kaufer, H.; Cannon, K. C.; Kutynia, A.; Frasca, S.; Shaddock, D. A.; Brown, D. A.; Sannibale, V.; Moraru, D.; Strigin, S.; Isogai, T.; Heng, I. S.; Passuello, D.; Wette, K.; Cao, J.; Bulik, T.; Ferrante, I.; Pitkin, M.; Khalili, F. Y.; Camp, J. B.; Landry, M.; Lockerbie, N. A.; Harry, G. M.; Branchesi, M.; Lantz, B.; Stephens, B. C.; Vinet, J.-Y.; Buchman, S.; Barr, B.; Astone, P.; Dojcinoski, G.; Buy, C.; Poggiani, R.; Mason, K.; Zadrożny, A.; Mageswaran, M.; Hendry, M.; Sorazu, B.; Mendell, G.; Pasqualetti, A.; Szeifert, G.; Stevenson, S.; Macarthur, J.; Huynh, M.; Barclay, S.; McGuire, S. C.; Valdes, G.; Frolov, V. V.; Mansell, G. L.; Quintero, E.; Maglione, C.; Mishra, C.; Torres, C. V.; Mailand, K.; Cavalieri, R.; Levine, B.; Pai, S.; Lee, H. K.; De Laurentis, M.; Majorana, E.; Hart, M.; Cohadon, P.-F.; Braginsky, V. B.; Shah, S.; Oppermann, P.; Thorne, K. S.; Kells, W.; Qin, J.; Wittel, H.; Deléglise, S.; Dave, I.; Hanks, J.; Rakhmanov, M.; Lin, A. C.; Degallaix, J.; Barsotti, L.; Kanner, J. B.; Cumming, A.; Maksimovic, I.; Tellez, G.; Ward, R. L.; Dartez, L.; Meadors, G. D.; Kandhasamy, S.; Brown, D. D.; Daw, E. J.; Mohan, M.; Zuraw, S.; Mercer, R. A.; Kelley, D. B.; Tacca, M.; Nardecchia, I.; Chow, J. H.; Torrie, C. I.; Thirugnanasambandam, M. P.; Meacher, D.; Malvezzi, V.; Mueller, C. L.; Vetrano, F.; Heintze, M.; Milano, L.; Romano, R.; Meshkov, S.; Bavigadda, V.; van der Sluys, M. V.; Messenger, C.; Martin, R. M.; Prestegard, T.; Márka, Z.; Fulda, P.; Meyers, P. M.; Katsavounidis, E.; Edo, T.; Crowder, S. G.; Souradeep, T.; Pinard, L.; Barker, D.; Bersanetti, D.; Zanolin, M.; Fyffe, M.; Frasconi, F.; Ju, L.; Sadecki, T.; Masserot, A.; Fuentes-Tapia, S.; Mezzani, F.; Feldbaum, D.; Miao, H.; Urban, A. L.; Whelan, J. T.; Franco, S.; Munch, J.; Leavey, S.; D’Antonio, S.; Frey, R.; Ogin, G. H.; Agathos, M.; Lewis, J.; Travasso, F.; Palashov, O.; Doravari, S.; van Heijningen, J.; Vahlbruch, H.; Bauer, Th. S.; Michel, C.; Osthelder, C.; Kawazoe, F.; Newton, G.; Schreiber, E.; Nash, T.; Pedraza, M.; Vitale, S.; Naticchioni, L.; Mitselmakher, G.; Berry, C. P. L.; Mirshekari, S.; Nayak, R. K.; Barish, B. C.; Gräf, C.; Fejer, M. M.; Bitossi, M.; Bergmann, G.; Bartlett, J.; Schnabel, R.; Coulon, J.-P.; Hello, P.; Lazzarini, A.; Serafinelli, R.; Mohanty, S. D.; Heinzel, G.; Necula, V.; Hanke, M.; Baune, C.; Vedovato, G.; Woan, G.; Harry, I. W.; Mantovani, M.; Flaminio, R.; Hee, S.; Phelps, M.; Di Palma, I.; Martynov, D.; van Veggel, A. A.; Cho, M.; Goetz, R.; Vo, T.; Owen, B. J.; Nedkova, K.; Poeld, J.; Letendre, N.; Papa, M. A.; Simakov, D.; Palomba, C.; Quetschke, V.; Warner, J.; Pal-Singh, A.; Santiago-Prieto, I.; Nocera, F.; Pan, H.; Marion, F.; Huynh-Dinh, T.; Hammond, G.; Bizouard, M. A.; Bertolini, A.; Moe, B.; Siemens, X.; Keiser, G. M.; Mandel, I.; Smith, M. R.; Oh, J. J.; Calderón Bustillo, J.; Pankow, C.; Jonker, R. J. G.; Pannarale, F.; Wade, L.; Zendri, J.-P.; Miller, A.; Harms, J.; Kaur, T.; Rácz, I.; Areeda, J. S.; Mittleman, R.; Vocca, H.; Dooley, K. L.; Aylott, B. E.; Bloemen, S.; Pant, B. C.; Rapagnani, P.; Martellini, L.; Punturo, M.; Strain, K. A.; Price, L. R.; Roma, V.; White, D. J.; Benacquista, M.; Shahriar, M. S.; Prijatelj, M.; Minenkov, Y.; Kondrashov, V.; Jones, R.; Vass, S.; Sentenac, D.; O’Dell, J.; Colla, A.; Levin, Y.; Bassiri, R.; Pichot, M.; DeBra, D.; Principe, M.; Lasky, P. D.; Privitera, S.; Weiss, R.; Zweizig, J.; Chao, S.; Cagnoli, G.; Leonardi, M.; Hollitt, S. E.; Charlton, P.; Cornish, N.; Goetz, E.; Kinzel, D. L.; Whiting, B. F.; Prodi, G. A.; Chung, S.; Mitra, S.; Robinet, F.; Reid, S.; Bhagwat, S.; Worden, J.; Reitze, D. H.; Staley, A.; Reula, O.; Nissanke, S.; Lynch, R.; Larson, S.; Vorvick, C.; Penn, S.; Edwards, M.; Martin, I. W.; Nelemans, G.; Christensen, N.; Fritschel, P.; Ricci, F.; Cavaglià, M.; Riles, K.; Costa, C. A.; Briant, T.; Day, R.; Markosyan, A.; Kim, K.; Di Virgilio, A.; Etzel, T.; Houston, E.; Lormand, M.; Xie, S.; Chu, Q.; Normandin, M. E. N.; Scheuer, J.; Betzwieser, J.; Silva, A. D.; Coughlin, M. W.; Sassolas, B.; Talukder, D.; Sathyaprakash, B. S.; Passaquieti, R.; McLin, K.; Was, M.; Raab, F. J.; Graff, P. B.; Mitrofanov, V. P.; Belczynski, C.; Douglas, R.; Aufmuth, P.; Ciani, G.; Allen, B.; Saulson, P. R.; Cuoco, E.; Adhikari, R. X.; Chakraborty, R.; Lockett, V.; Ghosh, S.; Greenhalgh, R. J. S.; King, P. J.; McClelland, D. E.; Zhang, Fan; Bridges, D. O.; Shoemaker, D. H.; Shaltev, M.; Stone, R.; Brinkmann, M.; Shao, Z.; Traylor, G.; Shapiro, B.; Pürrer, M.; Mukherjee, S.; Wilkinson, C.; Idrisy, A.; Nuttall, L. K.; Prokhorov, L.; Gondan, L.; Ballardin, G.; Amariutei, D.; Garufi, F.; Shawhan, P.; Arai, K.; Danilishin, S. L.; Matone, L.; Holt, K.; Adya, V.; Loriette, V.; Mours, B.; Bojtos, P.; Cutler, C.; Steinmeyer, D.; Birch, J.; Thomas, M.; Stebbins, J.; Blackburn, L.; Steinke, M.; Rolland, L.; Ottens, R. S.; Yablon, J.; Korobko, M.; Bell, A. S.; Robertson, N. A.; Howell, E. J.; Gorodetsky, M. L.; Heptonstall, A. W.; Steinlechner, J.; Hanna, C.; Brooks, A. F.; Moore, B.; Kim, N. G.; Alemic, A.; Barton, M. A.; Ortega, W.; Ferreira, E. C.; Taylor, R.; Tanner, D. B.; Vajente, G.; Tápai, M.; Vousden, W. D.; Tarabrin, S. P.; Schmidt, P.; Post, A.; Zhang, L.; Quitzow-James, R.; Savage, R.; Kissel, J. S.; Husa, S.; Keppel, D. G.; Taracchini, A.; Haris, K.; Ajith, P.; Ohme, F.; Logue, J.; Mossavi, K.; Cho, H. S.; Hannam, M. D.; Unnikrishnan, C S; Tse, M.; Venkateswara, K.; Tshilumba, D.; Weaver, B.; Cominsky, L.; Siellez, K.; Bond, C.; Chua, S.; Cleva, F.; Losurdo, G.; Kline, J.; Li, T. G. F.; Ugolini, D.; Lazzaro, C.; Fisher, R. P.; Pierro, V.; Chassande-Mottin, E.; Donovan, F.; Kalogera, V.; Vecchio, A.; Vasúth, M.; Walker, M.; Vaulin, R.; Williams, L.; Ehrens, P.; Steplewski, S.; Drago, M.; Dwyer, S.; Cella, G.; Affeldt, C.; Marx, J. N.; Conte, A.; Mandic, V.; Hardwick, T.; Raffai, P.; Allocca, A.; Le, J.; Blair, D.; Vyatchanin, S. P.; Wen, L.; Wade, A. R.; Aguiar, O. D.; Gras, S.; Theeg, T.; Gordon, N.; Goßler, S.; Dereli, H.; Moggi, A.; Eichholz, J.; Middleton, H.; Kang, G.; Ruggi, P.; Giaime, J. A.; Mangano, V.; Weinstein, A. J.; Wei, L.-W.; Weinert, M.; Factourovich, M.; Ingram, D. R.; Usman, S. A.; Huerta, E.; Huttner, S. H.; Gaonkar, S.; Oelker, E.; Ast, S.; Neri, I.; Sellers, D.; Buskulic, D.; Mikhailov, E. E.; Willis, J. L.; Williams, R.; Williamson, A. R.; Grote, H.; Kozak, D. B.; Veitch, J.; Barayoga, J. C.; Buonanno, A.; Perreca, A.; Islas, G.; Paoletti, F.; Billingsley, G.; Davies, G. S.; Neri, M.; Boer, M.; Yakushin, I.; Yam, W.; MacDonald, T.; Corbitt, T. R.; Lough, J.; Davier, M.; Rabeling, D. S.; Kringel, V.; Puncken, O.; Sturani, R.; Freise, A.; Chincarini, A.; Zhang, M.; Bogaert, G.; Meidam, J.; Essick, R.; McCormick, S.; Frei, Z.; Rosińska, D.; Machenschalk, B.; Robie, R.; Thrane, E.; Dolique, V.; Bondu, F.; Bonelli, L.; Murphy, D.; Greco, G.; Mow-Lowry, C. M.; Haughian, K.; Schutz, B. F.; Bartos, I.; Sawadsky, A.; Giardina, K. D.

Narrow-band search of continuous gravitational-wave signals from Crab and Vela pulsars in Virgo VSR4 data

Date

2015

Authors

Aasi, J.

Abbott, B.

Abbott, R.

Abbott, T.

Abernathy, M

Acernese, F.

Ackley, K.

Adams, C.

Adams, T.

Addesso, P.

Publisher

American Physical Society

Abstract

In this paper we present the results of a coherent narrow-band search for continuous gravitational-wave signals from the Crab and Vela pulsars conducted on Virgo VSR4 data. In order to take into account a possible small mismatch between the gravitational-wave frequency and two times the star rotation frequency, inferred from measurement of the electromagnetic pulse rate, a range of 0.02 Hz around two times the star rotational frequency has been searched for both the pulsars. No evidence for a signal has been found and 95% confidence level upper limits have been computed assuming both that polarization parameters are completely unknown and that they are known with some uncertainty, as derived from x-ray observations of the pulsar wind torii. For Vela the upper limits are comparable to the spin-down limit, computed assuming that all the observed spin-down is due to the emission of gravitational waves. For Crab the upper limits are about a factor of 2 below the spin-down limit, and represent a significant improvement with respect to past analysis. This is the first time the spin-down limit is significantly overcome in a narrow-band search.