Abstract
Long gamma-ray bursts (GRBs) have been linked to extreme core-collapse supernovae from massive stars. Gravitational waves (GW) offer a probe of the physics behind long GRBs. We investigate models of long-lived (∼10-1000 s) GW emission associated with the accretion disk of a collapsed star or with its protoneutron star remnant. Using data from LIGO's fifth science run, and GRB triggers from the Swift experiment, we perform a search for unmodeled long-lived GW transients. Finding no evidence of GW emission, we place 90% confidence-level upper limits on the GW fluence at Earth from long GRBs for three waveforms inspired by a model of GWs from accretion disk instabilities. These limits range from F<3.5 ergs cm-2 to F<1200 ergs cm -2, depending on the GRB and on the model, allowing us to probe optimistic scenarios of GW production out to distances as far as ≈33 Mpc. Advanced detectors are expected to achieve strain sensitivities 10× better than initial LIGO, potentially allowing us to probe the engines of the nearest long GRBs.
| Original language | English |
|---|---|
| Article number | 122004 |
| Journal | Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology |
| Volume | 88 |
| Issue number | 12 |
| DOIs | |
| State | Published - 13 Dec 2013 |
| Externally published | Yes |
Funding
| Funders | Funder number |
|---|---|
| National Science Foundation | 1104371, 1004822, 1307429, 0970074, 0967049, 1205882, 0905184, 1307020, 1068549, 0955773, 1067985, 1305864, 1305863 |
| Science and Technology Facilities Council | PPA/G/S/2002/00652, ST/J000361/1, Gravitational Waves, ST/K000845/1, ST/I006285/1, ST/L000954/1, ST/L003465/1, ST/I006242/1, ST/J00135X/1, PP/F001118/1, ST/I006269/1, ST/L000938/1, ST/L000946/1, ST/J00166X/1, ST/L000911/1 |
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In: Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology, Vol. 88, No. 12, 122004, 13.12.2013.
Research output: Contribution to journal › Article › peer-review
TY - JOUR
T1 - Search for long-lived gravitational-wave transients coincident with long gamma-ray bursts
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AU - Van Den Broeck, C.
AU - Van Der Putten, S.
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PY - 2013/12/13
Y1 - 2013/12/13
N2 - Long gamma-ray bursts (GRBs) have been linked to extreme core-collapse supernovae from massive stars. Gravitational waves (GW) offer a probe of the physics behind long GRBs. We investigate models of long-lived (∼10-1000 s) GW emission associated with the accretion disk of a collapsed star or with its protoneutron star remnant. Using data from LIGO's fifth science run, and GRB triggers from the Swift experiment, we perform a search for unmodeled long-lived GW transients. Finding no evidence of GW emission, we place 90% confidence-level upper limits on the GW fluence at Earth from long GRBs for three waveforms inspired by a model of GWs from accretion disk instabilities. These limits range from F<3.5 ergs cm-2 to F<1200 ergs cm -2, depending on the GRB and on the model, allowing us to probe optimistic scenarios of GW production out to distances as far as ≈33 Mpc. Advanced detectors are expected to achieve strain sensitivities 10× better than initial LIGO, potentially allowing us to probe the engines of the nearest long GRBs.
AB - Long gamma-ray bursts (GRBs) have been linked to extreme core-collapse supernovae from massive stars. Gravitational waves (GW) offer a probe of the physics behind long GRBs. We investigate models of long-lived (∼10-1000 s) GW emission associated with the accretion disk of a collapsed star or with its protoneutron star remnant. Using data from LIGO's fifth science run, and GRB triggers from the Swift experiment, we perform a search for unmodeled long-lived GW transients. Finding no evidence of GW emission, we place 90% confidence-level upper limits on the GW fluence at Earth from long GRBs for three waveforms inspired by a model of GWs from accretion disk instabilities. These limits range from F<3.5 ergs cm-2 to F<1200 ergs cm -2, depending on the GRB and on the model, allowing us to probe optimistic scenarios of GW production out to distances as far as ≈33 Mpc. Advanced detectors are expected to achieve strain sensitivities 10× better than initial LIGO, potentially allowing us to probe the engines of the nearest long GRBs.
UR - https://www.scopus.com/pages/publications/84896475641
U2 - 10.1103/PhysRevD.88.122004
DO - 10.1103/PhysRevD.88.122004
M3 - ???researchoutput.researchoutputtypes.contributiontojournal.article???
SN - 1550-7998
VL - 88
JO - Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology
JF - Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology
IS - 12
M1 - 122004
ER -