Abstract
On 2017 August 17 the merger of two compact objects with masses consistent with two neutron stars was discovered through gravitational-wave (GW170817), gamma-ray (GRB 170817A), and optical (SSS17a/AT 2017gfo) observations. The optical source was associated with the early-type galaxy NGC 4993 at a distance of just ∼40 Mpc, consistent with the gravitational-wave measurement, and the merger was localized to be at a projected distance of ∼2 kpc away from the galaxy's center. We use this minimal set of facts and the mass posteriors of the two neutron stars to derive the first constraints on the progenitor of GW170817 at the time of the second supernova (SN). We generate simulated progenitor populations and follow the three-dimensional kinematic evolution from binary neutron star (BNS) birth to the merger time, accounting for pre-SN galactic motion, for considerably different input distributions of the progenitor mass, pre-SN semimajor axis, and SN-kick velocity. Though not considerably tight, we find these constraints to be comparable to those for Galactic BNS progenitors. The derived constraints are very strongly influenced by the requirement of keeping the binary bound after the second SN and having the merger occur relatively close to the center of the galaxy. These constraints are insensitive to the galaxy's star formation history, provided the stellar populations are older than 1 Gyr.
| Original language | English |
|---|---|
| Article number | L40 |
| Journal | Astrophysical Journal Letters |
| Volume | 850 |
| Issue number | 2 |
| DOIs | |
| State | Published - 1 Dec 2017 |
| Externally published | Yes |
Bibliographical note
Publisher Copyright:© 2017. The American Astronomical Society.
Keywords
- binaries: general
- gravitational waves
- stars: kinematics and dynamics
- stars: neutron
Fingerprint
Dive into the research topics of 'On the Progenitor of Binary Neutron Star Merger GW170817'. Together they form a unique fingerprint.Cite this
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In: Astrophysical Journal Letters, Vol. 850, No. 2, L40, 01.12.2017.
Research output: Contribution to journal › Article › peer-review
TY - JOUR
T1 - On the Progenitor of Binary Neutron Star Merger GW170817
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AU - Powell, J.
AU - Prasad, J.
AU - Pratt, J. W.W.
AU - Pratten, G.
AU - Predoi, V.
AU - Prestegard, T.
AU - Prijatelj, M.
AU - Principe, M.
AU - Privitera, S.
AU - Prodi, G. A.
AU - Prokhorov, L. G.
AU - Puncken, O.
AU - Punturo, M.
AU - Puppo, P.
AU - Pürrer, M.
AU - Qi, H.
AU - Quetschke, V.
AU - Quintero, E. A.
AU - Quitzow-James, R.
AU - Rabeling, D. S.
AU - Radkins, H.
AU - Raffai, P.
AU - Raja, S.
AU - Rajan, C.
AU - Rajbhandari, B.
AU - Rakhmanov, M.
AU - Ramirez, K. E.
AU - Ramos-Buades, A.
AU - Rapagnani, P.
AU - Raymond, V.
AU - Razzano, M.
AU - Read, J.
AU - Regimbau, T.
AU - Rei, L.
AU - Reid, S.
AU - Reitze, D. H.
AU - Ren, W.
AU - Reyes, S. D.
AU - Ricci, F.
AU - Ricker, P. M.
AU - Rieger, S.
AU - Riles, K.
AU - Rizzo, M.
AU - Robertson, N. A.
AU - Robie, R.
AU - Robinet, F.
AU - Rocchi, A.
AU - Rolland, L.
AU - Rollins, J. G.
AU - Roma, V. J.
AU - Romano, R.
AU - Romel, C. L.
AU - Romie, J. H.
AU - Rosińska, D.
AU - Ross, M. P.
AU - Rowan, S.
AU - Rüdiger, A.
AU - Ruggi, P.
AU - Rutins, G.
AU - Ryan, K.
AU - Sachdev, S.
AU - Sadecki, T.
AU - Sadeghian, L.
AU - Sakellariadou, M.
AU - Salconi, L.
AU - Saleem, M.
AU - Salemi, F.
AU - Samajdar, A.
AU - Sammut, L.
AU - Sampson, L. M.
AU - Sanchez, E. J.
AU - Sanchez, L. E.
AU - Sanchis-Gual, N.
AU - Sandberg, V.
AU - Sanders, J. R.
AU - Sassolas, B.
AU - Sathyaprakash, B. S.
AU - Sauter, O.
AU - Savage, R. L.
AU - Sawadsky, A.
AU - Schale, P.
AU - Scheel, M.
AU - Scheuer, J.
AU - Schmidt, J.
AU - Schmidt, P.
AU - Schnabel, R.
AU - Schofield, R. M.S.
AU - Schönbeck, A.
AU - Schreiber, E.
AU - Schuette, D.
AU - Schulte, B. W.
AU - Schutz, B. F.
AU - Schwalbe, S. G.
AU - Scott, J.
AU - Scott, S. M.
AU - Seidel, E.
AU - Sellers, D.
AU - Sengupta, A. S.
AU - Sentenac, D.
AU - Sequino, V.
AU - Sergeev, A.
AU - Shaddock, D. A.
AU - Shaffer, T. J.
AU - Shah, A. A.
AU - Shahriar, M. S.
AU - Shaner, M. B.
AU - Shao, L.
AU - Shapiro, B.
AU - Shawhan, P.
AU - Sheperd, A.
AU - Shoemaker, D. H.
AU - Shoemaker, D. M.
AU - Siellez, K.
AU - Siemens, X.
AU - Sieniawska, M.
AU - Sigg, D.
AU - Silva, A. D.
AU - Singer, L. P.
AU - Singh, A.
AU - Singhal, A.
AU - Sintes, A. M.
AU - Slagmolen, B. J.J.
AU - Smith, B.
AU - Smith, J. R.
AU - Smith, R. J.E.
AU - Somala, S.
AU - Son, E. J.
AU - Sonnenberg, J. A.
AU - Sorazu, B.
AU - Sorrentino, F.
AU - Souradeep, T.
AU - Spencer, A. P.
AU - Srivastava, A. K.
AU - Staats, K.
AU - Staley, A.
AU - Steinke, M.
AU - Steinlechner, J.
AU - Steinlechner, S.
AU - Steinmeyer, D.
AU - Stevenson, S. P.
AU - Stone, R.
AU - Stops, D. J.
AU - Strain, K. A.
AU - Stratta, G.
AU - Strigin, S. E.
AU - Strunk, A.
AU - Sturani, R.
AU - Stuver, A. L.
AU - Summerscales, T. Z.
AU - Sun, L.
AU - Sunil, S.
AU - Suresh, J.
AU - Sutton, P. J.
AU - Swinkels, B. L.
AU - Szczepańczyk, M. J.
AU - Tacca, M.
AU - Tait, S. C.
AU - Talbot, C.
AU - Talukder, D.
AU - Tanner, D. B.
AU - Tápai, M.
AU - Taracchini, A.
AU - Tasson, J. D.
AU - Taylor, J. A.
AU - Taylor, R.
AU - Tewari, S. V.
AU - Theeg, T.
AU - Thies, F.
AU - Thomas, E. G.
AU - Thomas, M.
AU - Thomas, P.
AU - Thorne, K. A.
AU - Thrane, E.
AU - Tiwari, S.
AU - Tiwari, V.
AU - Tokmakov, K. V.
AU - Toland, K.
AU - Tonelli, M.
AU - Tornasi, Z.
AU - Torres-Forné, A.
AU - Torrie, C. I.
AU - Töyrä, D.
AU - Travasso, F.
AU - Traylor, G.
AU - Trinastic, J.
AU - Tringali, M. C.
AU - Trozzo, L.
AU - Tsang, K. W.
AU - Tse, M.
AU - Tso, R.
AU - Tsukada, L.
AU - Tsuna, D.
AU - Tuyenbayev, D.
AU - Ueno, K.
AU - Ugolini, D.
AU - Unnikrishnan, C. S.
AU - Urban, A. L.
AU - Usman, S. A.
AU - Vahlbruch, H.
AU - Vajente, G.
AU - Valdes, G.
AU - Van Bakel, N.
AU - Van Beuzekom, M.
AU - Van Den Brand, J. F.J.
AU - Van Den Broeck, C.
AU - Vander-Hyde, D. C.
AU - Van Der Schaaf, L.
AU - Van Heijningen, J. V.
AU - Van Veggel, A. A.
AU - Vardaro, M.
AU - Varma, V.
AU - Vass, S.
AU - Vasúth, M.
AU - Vecchio, A.
AU - Vedovato, G.
AU - Veitch, J.
AU - Veitch, P. J.
AU - Venkateswara, K.
AU - Venugopalan, G.
AU - Verkindt, D.
AU - Vetrano, F.
AU - Viceré, A.
AU - Viets, A. D.
AU - Vinciguerra, S.
AU - Vine, D. J.
AU - Vinet, J. Y.
AU - Vitale, S.
AU - Vo, T.
AU - Vocca, H.
AU - Vorvick, C.
AU - Vyatchanin, S. P.
AU - Wade, A. R.
AU - Wade, L. E.
AU - Wade, M.
AU - Walet, R.
AU - Walker, M.
AU - Wallace, L.
AU - Walsh, S.
AU - Wang, G.
AU - Wang, H.
AU - Wang, J. Z.
AU - Wang, W. H.
AU - Wang, Y. F.
AU - Ward, R. L.
AU - Warner, J.
AU - Was, M.
AU - Watchi, J.
AU - Weaver, B.
AU - Wei, L. W.
AU - Weinert, M.
AU - Weinstein, A. J.
AU - Weiss, R.
AU - Wen, L.
AU - Wessel, E. K.
AU - Weßels, P.
AU - Westerweck, J.
AU - Westphal, T.
AU - Wette, K.
AU - Whelan, J. T.
AU - Whiting, B. F.
AU - Whittle, C.
AU - Wilken, D.
AU - Williams, D.
AU - Williams, R. D.
AU - Williamson, A. R.
AU - Willis, J. L.
AU - Willke, B.
AU - Wimmer, M. H.
AU - Winkler, W.
AU - Wipf, C. C.
AU - Wittel, H.
AU - Woan, G.
AU - Woehler, J.
AU - Wofford, J.
AU - Wong, K. W.K.
AU - Worden, J.
AU - Wright, J. L.
AU - Wu, D. S.
AU - Wysocki, D. M.
AU - Xiao, S.
AU - Yamamoto, H.
AU - Yancey, C. C.
AU - Yang, L.
AU - Yap, M. J.
AU - Yazback, M.
AU - Yu, Hang
AU - Yu, Haocun
AU - Yvert, M.
AU - Zadrożny, A.
AU - Zanolin, M.
AU - Zelenova, T.
AU - Zendri, J. P.
AU - Zevin, M.
AU - Zhang, L.
AU - Zhang, M.
AU - Zhang, T.
AU - Zhang, Y. H.
AU - Zhao, C.
AU - Zhou, M.
AU - Zhou, Z.
AU - Zhu, S. J.
AU - Zhu, X. J.
AU - Zucker, M. E.
AU - Zweizig, J.
N1 - Publisher Copyright: © 2017. The American Astronomical Society.
PY - 2017/12/1
Y1 - 2017/12/1
N2 - On 2017 August 17 the merger of two compact objects with masses consistent with two neutron stars was discovered through gravitational-wave (GW170817), gamma-ray (GRB 170817A), and optical (SSS17a/AT 2017gfo) observations. The optical source was associated with the early-type galaxy NGC 4993 at a distance of just ∼40 Mpc, consistent with the gravitational-wave measurement, and the merger was localized to be at a projected distance of ∼2 kpc away from the galaxy's center. We use this minimal set of facts and the mass posteriors of the two neutron stars to derive the first constraints on the progenitor of GW170817 at the time of the second supernova (SN). We generate simulated progenitor populations and follow the three-dimensional kinematic evolution from binary neutron star (BNS) birth to the merger time, accounting for pre-SN galactic motion, for considerably different input distributions of the progenitor mass, pre-SN semimajor axis, and SN-kick velocity. Though not considerably tight, we find these constraints to be comparable to those for Galactic BNS progenitors. The derived constraints are very strongly influenced by the requirement of keeping the binary bound after the second SN and having the merger occur relatively close to the center of the galaxy. These constraints are insensitive to the galaxy's star formation history, provided the stellar populations are older than 1 Gyr.
AB - On 2017 August 17 the merger of two compact objects with masses consistent with two neutron stars was discovered through gravitational-wave (GW170817), gamma-ray (GRB 170817A), and optical (SSS17a/AT 2017gfo) observations. The optical source was associated with the early-type galaxy NGC 4993 at a distance of just ∼40 Mpc, consistent with the gravitational-wave measurement, and the merger was localized to be at a projected distance of ∼2 kpc away from the galaxy's center. We use this minimal set of facts and the mass posteriors of the two neutron stars to derive the first constraints on the progenitor of GW170817 at the time of the second supernova (SN). We generate simulated progenitor populations and follow the three-dimensional kinematic evolution from binary neutron star (BNS) birth to the merger time, accounting for pre-SN galactic motion, for considerably different input distributions of the progenitor mass, pre-SN semimajor axis, and SN-kick velocity. Though not considerably tight, we find these constraints to be comparable to those for Galactic BNS progenitors. The derived constraints are very strongly influenced by the requirement of keeping the binary bound after the second SN and having the merger occur relatively close to the center of the galaxy. These constraints are insensitive to the galaxy's star formation history, provided the stellar populations are older than 1 Gyr.
KW - binaries: general
KW - gravitational waves
KW - stars: kinematics and dynamics
KW - stars: neutron
UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85037707770&partnerID=8YFLogxK
U2 - 10.3847/2041-8213/aa93fc
DO - 10.3847/2041-8213/aa93fc
M3 - ???researchoutput.researchoutputtypes.contributiontojournal.article???
AN - SCOPUS:85037707770
SN - 2041-8205
VL - 850
JO - Astrophysical Journal Letters
JF - Astrophysical Journal Letters
IS - 2
M1 - L40
ER -