# GW170104: Observation of a 50-Solar-Mass Binary Black Hole Coalescence   at Redshift 0.2

**Authors:** The LIGO Scientific Collaboration, the Virgo Collaboration: B. P., Abbott, R. Abbott, T. D. Abbott, F. Acernese, K. Ackley, C. Adams, T. Adams,, P. Addesso, R. X. Adhikari, V. B. Adya, C. Affeldt, M. Afrough, B. Agarwal,, M. Agathos, K. Agatsuma, N. Aggarwal, O. D. Aguiar, L. Aiello, A. Ain, P., Ajith, B. Allen, G. Allen, A. Allocca, P. A. Altin, A. Amato, A. Ananyeva, S., B. Anderson, W. G. Anderson, S. Antier, S. Appert, K. Arai, M. C. Araya, J., S. Areeda, N. Arnaud, K. G. Arun, S. Ascenzi, G. Ashton, M. Ast, S. M. Aston,, P. Astone, P. Aufmuth, C. Aulbert, K. AultONeal, A. Avila-Alvarez, S. Babak,, P. Bacon, M. K. M. Bader, S. Bae, P. T. Baker, F. Baldaccini, G. Ballardin,, S. W. Ballmer, S. Banagiri, J. C. Barayoga, S. E. Barclay, B. C. Barish, D., Barker, F. Barone, B. Barr, L. Barsotti, M. Barsuglia, D. Barta, J. Bartlett,, I. Bartos, R. Bassiri, A. Basti, J. C. Batch, C. Baune, M. Bawaj, M. Bazzan,, B. B\'ecsy, C. Beer, M. Bejger, I. Belahcene, A. S. Bell, B. K. Berger, G., Bergmann, C. P. L. Berry, D. Bersanetti, A. Bertolini, J. Betzwieser, S., Bhagwat, R. Bhandare, I. A. Bilenko, G. Billingsley, C. R. Billman, J. Birch,, R. Birney, O. Birnholtz, S. Biscans, A. Bisht, M. Bitossi, C. Biwer, M. A., Bizouard, J. K. Blackburn, J. Blackman, C. D. Blair, D. G. Blair, R. M., Blair, S. Bloemen, O. Bock, N. Bode, M. Boer, G. Bogaert, A. Bohe, F. Bondu,, R. Bonnand, B. A. Boom, R. Bork, V. Boschi, S. Bose, Y. Bouffanais, A. Bozzi,, C. Bradaschia, P. R. Brady, V. B. Braginsky, M. Branchesi, J. E. Brau, T., Briant, A. Brillet, M. Brinkmann, V. Brisson, P. Brockill, J. E. Broida, A., F. Brooks, D. A. Brown, D. D. Brown, N. M. Brown, S. Brunett, C. C. Buchanan,, A. Buikema, T. Bulik, H. J. Bulten, A. Buonanno, D. Buskulic, C. Buy, R. L., Byer, M. Cabero, L. Cadonati, G. Cagnoli, C. Cahillane, J. Calder\'on, Bustillo, T. A. Callister, E. Calloni, J. B. Camp, M. Canepa, P. Canizares,, K. C. Cannon, H. Cao, J. Cao, C. D. Capano, E. Capocasa, F. Carbognani, S., Caride, M. F. Carney, J. Casanueva Diaz, C. Casentini, S. Caudill, M., Cavagli\`a, F. Cavalier, R. Cavalieri, G. Cella, C. B. Cepeda, L. Cerboni, Baiardi, G. Cerretani, E. Cesarini, S. J. Chamberlin, M. Chan, S. Chao, P., Charlton, E. Chassande-Mottin, D. Chatterjee, K. Chatziioannou, B. D., Cheeseboro, H. Y. Chen, Y. Chen, H.-P. Cheng, A. Chincarini, A. Chiummo, T., Chmiel, H. S. Cho, M. Cho, J. H. Chow, N. Christensen, Q. Chu, A. J. K. Chua,, S. Chua, A. K. W. Chung, S. Chung, G. Ciani, R. Ciolfi, C. E. Cirelli, A., Cirone, F. Clara, J. A. Clark, F. Cleva, C. Cocchieri, E. Coccia, P.-F., Cohadon, A. Colla, C. G. Collette, L. R. Cominsky, M. Constancio Jr., L., Conti, S. J. Cooper, P. Corban, T. R. Corbitt, K. R. Corley, N. Cornish, A., Corsi, S. Cortese, C. A. Costa, M. W. Coughlin, S. B. Coughlin, J.-P. Coulon,, S. T. Countryman, P. Couvares, P. B. Covas, E. E. Cowan, D. M. Coward, M. J., Cowart, D. C. Coyne, R. Coyne, J. D. E. Creighton, T. D. Creighton, J. Cripe,, S. G. Crowder, T. J. Cullen, A. Cumming, L. Cunningham, E. Cuoco, T. Dal, Canton, S. L. Danilishin, S. D'Antonio, K. Danzmann, A. Dasgupta, C. F. Da, Silva Costa, V. Dattilo, I. Dave, M. Davier, D. Davis, E. J. Daw, B. Day, S., De, D. DeBra, E. Deelman, J. Degallaix, M. De Laurentis, S. Del\'eglise, W., Del Pozzo, T. Denker, T. Dent, V. Dergachev, R. De Rosa, R. T. DeRosa, R., DeSalvo, J. Devenson, R. C. Devine, S. Dhurandhar, M. C. D\'iaz, L. Di Fiore,, M. Di Giovanni, T. Di Girolamo, A. Di Lieto, S. Di Pace, I. Di Palma, F. Di, Renzo, Z. Doctor, V. Dolique, F. Donovan, K. L. Dooley, S. Doravari, I., Dorrington, R. Douglas, M. Dovale \'Alvarez, T. P. Downes, M. Drago, R. W. P., Drever, J. C. Driggers, Z. Du, M. Ducrot, J. Duncan, S. E. Dwyer, T. B. Edo,, M. C. Edwards, A. Effler, H.-B. Eggenstein, P. Ehrens, J. Eichholz, S. S., Eikenberry, R. A. Eisenstein, R. C. Essick, Z. B. Etienne, T. Etzel, M., Evans, T. M. Evans, M. Factourovich, V. Fafone, H. Fair, S. Fairhurst, X., Fan, S. Farinon, B. Farr, W. M. Farr, E. J. Fauchon-Jones, M. Favata, M., Fays, H. Fehrmann, J. Feicht, M. M. Fejer, A. Fernandez-Galiana, I. Ferrante,, E. C. Ferreira, F. Ferrini, F. Fidecaro, I. Fiori, D. Fiorucci, R. P. Fisher,, R. Flaminio, M. Fletcher, H. Fong, P. W. F. Forsyth, S. S. Forsyth, J.-D., Fournier, S. Frasca, F. Frasconi, Z. Frei, A. Freise, R. Frey, V. Frey, E. M., Fries, P. Fritschel, V. V. Frolov, P. Fulda, M. Fyffe, H. Gabbard, M. Gabel,, B. U. Gadre, S. M. Gaebel, J. R. Gair, L. Gammaitoni, M. R. Ganija, S. G., Gaonkar, F. Garufi, S. Gaudio, G. Gaur, V. Gayathri, N. Gehrels, G. Gemme, E., Genin, A. Gennai, D. George, J. George, L. Gergely, V. Germain, S. Ghonge,, Abhirup Ghosh, Archisman Ghosh, S. Ghosh, J. A. Giaime, K. D. Giardina, A., Giazotto, K. Gill, L. Glover, E. Goetz, R. Goetz, S. Gomes, G. Gonz\'alez, J., M. Gonzalez Castro, A. Gopakumar, M. L. Gorodetsky, S. E. Gossan, M., Gosselin, R. Gouaty, A. Grado, C. Graef, M. Granata, A. Grant, S. Gras, C., Gray, G. Greco, A. C. Green, P. Groot, H. Grote, S. Grunewald, P. Gruning, G., M. Guidi, X. Guo, A. Gupta, M. K. Gupta, K. E. Gushwa, E. K. Gustafson, R., Gustafson, B. R. Hall, E. D. Hall, G. Hammond, M. Haney, M. M. Hanke, J., Hanks, C. Hanna, M. D. Hannam, O. A. Hannuksela, J. Hanson, T. Hardwick, J., Harms, G. M. Harry, I. W. Harry, M. J. Hart, C.-J. Haster, K. Haughian, J., Healy, A. Heidmann, M. C. Heintze, H. Heitmann, P. Hello, G. Hemming, M., Hendry, I. S. Heng, J. Hennig, J. Henry, A. W. Heptonstall, M. Heurs, S., Hild, D. Hoak, D. Hofman, K. Holt, D. E. Holz, P. Hopkins, C. Horst, J., Hough, E. A. Houston, E. J. Howell, Y. M. Hu, E. A. Huerta, D. Huet, B., Hughey, S. Husa, S. H. Huttner, T. Huynh-Dinh, N. Indik, D. R. Ingram, R., Inta, G. Intini, H. N. Isa, J.-M. Isac, M. Isi, B. R. Iyer, K. Izumi, T., Jacqmin, K. Jani, P. Jaranowski, S. Jawahar, F. Jim\'enez-Forteza, W. W., Johnson, N. K. Johnson-McDaniel, D. I. Jones, R. Jones, R. J. G. Jonker, L., Ju, J. Junker, C. V. Kalaghatgi, V. Kalogera, S. Kandhasamy, G. Kang, J. B., Kanner, S. Karki, K. S. Karvinen, M. Kasprzack, M. Katolik, E. Katsavounidis,, W. Katzman, S. Kaufer, K. Kawabe, F. K\'ef\'elian, D. Keitel, A. J. Kemball,, R. Kennedy, C. Kent, J. S. Key, F. Y. Khalili, I. Khan, S. Khan, Z. Khan, E., A. Khazanov, N. Kijbunchoo, Chunglee Kim, J. C. Kim, W. Kim, W. S. Kim, Y.-M., Kim, S. J. Kimbrell, E. J. King, P. J. King, R. Kirchhoff, J. S. Kissel, L., Kleybolte, S. Klimenko, P. Koch, S. M. Koehlenbeck, S. Koley, V. Kondrashov,, A. Kontos, M. Korobko, W. Z. Korth, I. Kowalska, D. B. Kozak, C. Kr\"amer, V., Kringel, B. Krishnan, A. Kr\'olak, G. Kuehn, P. Kumar, R. Kumar, S. Kumar, L., Kuo, A. Kutynia, S. Kwang, B. D. Lackey, K. H. Lai, M. Landry, R. N. Lang, J., Lange, B. Lantz, R. K. Lanza, A. Lartaux-Vollard, P. D. Lasky, M. Laxen, A., Lazzarini, C. Lazzaro, P. Leaci, S. Leavey, C. H. Lee, H. K. Lee, H. M. Lee,, H. W. Lee, K. Lee, J. Lehmann, A. Lenon, M. Leonardi, N. Leroy, N. Letendre,, Y. Levin, T. G. F. Li, A. Libson, T. B. Littenberg, J. Liu, R. K. L. Lo, N., A. Lockerbie, L. T. London, J. E. Lord, M. Lorenzini, V. Loriette, M., Lormand, G. Losurdo, J. D. Lough, G. Lovelace, H. L\"uck, D. Lumaca, A. P., Lundgren, R. Lynch, Y. Ma, S. Macfoy, B. Machenschalk, M. MacInnis, D. M., Macleod, I. Maga\~na Hernandez, F. Maga\~na-Sandoval, L. Maga\~na Zertuche,, R. M. Magee, E. Majorana, I. Maksimovic, N. Man, V. Mandic, V. Mangano, G. L., Mansell, M. Manske, M. Mantovani, F. Marchesoni, F. Marion, S. M\'arka, Z., M\'arka, C. Markakis, A. S. Markosyan, E. Maros, F. Martelli, L. Martellini,, I. W. Martin, D. V. Martynov, J. N. Marx, K. Mason, A. Masserot, T. J., Massinger, M. Masso-Reid, S. Mastrogiovanni, A. Matas, F. Matichard, L., Matone, N. Mavalvala, R. Mayani, N. Mazumder, R. McCarthy, D. E. McClelland,, S. McCormick, L. McCuller, S. C. McGuire, G. McIntyre, J. McIver, D. J., McManus, T. McRae, S. T. McWilliams, D. Meacher, G. D. Meadors, J. Meidam, E., Mejuto-Villa, A. Melatos, G. Mendell, R. A. Mercer, E. L. Merilh, M., Merzougui, S. Meshkov, C. Messenger, C. Messick, R. Metzdorff, P. M. Meyers,, F. Mezzani, H. Miao, C. Michel, H. Middleton, E. E. Mikhailov, L. Milano, A., L. Miller, A. Miller, B. B. Miller, J. Miller, M. Millhouse, O. Minazzoli, Y., Minenkov, J. Ming, C. Mishra, S. Mitra, V. P. Mitrofanov, G. Mitselmakher, R., Mittleman, A. Moggi, M. Mohan, S. R. P. Mohapatra, M. Montani, B. C. Moore,, C. J. Moore, D. Moraru, G. Moreno, S. R. Morriss, B. Mours, C. M. Mow-Lowry,, G. Mueller, A. W. Muir, Arunava Mukherjee, D. Mukherjee, S. Mukherjee, N., Mukund, A. Mullavey, J. Munch, E. A. M. Muniz, P. G. Murray, K. Napier, I., Nardecchia, L. Naticchioni, R. K. Nayak, G. Nelemans, T. J. N. Nelson, M., Neri, M. Nery, A. Neunzert, J. M. Newport, G. Newton, K. K. Y. Ng, T. T., Nguyen, D. Nichols, A. B. Nielsen, S. Nissanke, A. Nitz, A. Noack, F. Nocera,, D. Nolting, M. E. N. Normandin, L. K. Nuttall, J. Oberling, E. Ochsner, E., Oelker, G. H. Ogin, J. J. Oh, S. H. Oh, F. Ohme, M. Oliver, P. Oppermann,, Richard J. Oram, B. O'Reilly, R. Ormiston, L. F. Ortega, R. O'Shaughnessy, D., J. Ottaway, H. Overmier, B. J. Owen, A. E. Pace, J. Page, M. A. Page, A. Pai,, S. A. Pai, J. R. Palamos, O. Palashov, C. Palomba, A. Pal-Singh, H. Pan, B., Pang, P. T. H. Pang, C. Pankow, F. Pannarale, B. C. Pant, F. Paoletti, A., Paoli, M. A. Papa, H. R. Paris, W. Parker, D. Pascucci, A. Pasqualetti, R., Passaquieti, D. Passuello, B. Patricelli, B. L. Pearlstone, M. Pedraza, R., Pedurand, L. Pekowsky, A. Pele, S. Penn, C. J. Perez, A. Perreca, L. M., Perri, H. P. Pfeiffer, M. Phelps, O. J. Piccinni, M. Pichot, F. Piergiovanni,, V. Pierro, G. Pillant, L. Pinard, I. M. Pinto, M. Pitkin, R. Poggiani, P., Popolizio, E. K. Porter, A. Post, J. Powell, J. Prasad, J. W. W. Pratt, V., Predoi, T. Prestegard, M. Prijatelj, M. Principe, S. Privitera, G. A. Prodi,, L. G. Prokhorov, O. Puncken, M. Punturo, P. Puppo, M. P\"urrer, H. Qi, J., Qin, S. Qiu, V. Quetschke, E. A. Quintero, R. Quitzow-James, F. J. Raab, D., S. Rabeling, H. Radkins, P. Raffai, S. Raja, C. Rajan, M. Rakhmanov, K. E., Ramirez, P. Rapagnani, V. Raymond, M. Razzano, J. Read, T. Regimbau, L. Rei,, S. Reid, D. H. Reitze, H. Rew, S. D. Reyes, F. Ricci, P. M. Ricker, S., Rieger, K. Riles, M. Rizzo, N. A. Robertson, R. Robie, F. Robinet, A. Rocchi,, L. Rolland, J. G. Rollins, V. J. Roma, J. D. Romano, R. Romano, C. L. Romel,, J. H. Romie, D. Rosi\'nska, M. P. Ross, S. Rowan, A. R\"udiger, P. Ruggi, K., Ryan, M. Rynge, S. Sachdev, T. Sadecki, L. Sadeghian, M. Sakellariadou, L., Salconi, M. Saleem, F. Salemi, A. Samajdar, L. Sammut, L. M. Sampson, E. J., Sanchez, V. Sandberg, B. Sandeen, J. R. Sanders, B. Sassolas, B. S., Sathyaprakash, P. R. Saulson, O. Sauter, R. L. Savage, A. Sawadsky, P., Schale, J. Scheuer, E. Schmidt, J. Schmidt, P. Schmidt, R. Schnabel, R. M. S., Schofield, A. Sch\"onbeck, E. Schreiber, D. Schuette, B. W. Schulte, B. F., Schutz, S. G. Schwalbe, J. Scott, S. M. Scott, E. Seidel, D. Sellers, A. S., Sengupta, D. Sentenac, V. Sequino, A. Sergeev, D. A. Shaddock, T. J. Shaffer,, A. A. Shah, M. S. Shahriar, L. Shao, B. Shapiro, P. Shawhan, A. Sheperd, D., H. Shoemaker, D. M. Shoemaker, K. Siellez, X. Siemens, M. Sieniawska, D., Sigg, A. D. Silva, A. Singer, L. P. Singer, A. Singh, R. Singh, A. Singhal,, A. M. Sintes, B. J. J. Slagmolen, B. Smith, J. R. Smith, R. J. E. Smith, E., J. Son, J. A. Sonnenberg, B. Sorazu, F. Sorrentino, T. Souradeep, A. P., Spencer, A. K. Srivastava, A. Staley, M. Steinke, J. Steinlechner, S., Steinlechner, D. Steinmeyer, B. C. Stephens, S. P. Stevenson, R. Stone, K. A., Strain, G. Stratta, S. E. Strigin, R. Sturani, A. L. Stuver, T. Z., Summerscales, L. Sun, S. Sunil, P. J. Sutton, B. L. Swinkels, M. J., Szczepa\'nczyk, M. Tacca, D. Talukder, D. B. Tanner, M. T\'apai, A., Taracchini, J. A. Taylor, R. Taylor, T. Theeg, E. G. Thomas, M. Thomas, P., Thomas, K. A. Thorne, K. S. Thorne, E. Thrane, S. Tiwari, V. Tiwari, K. V., Tokmakov, K. Toland, M. Tonelli, Z. Tornasi, C. I. Torrie, D. T\"oyr\"a, F., Travasso, G. Traylor, D. Trifir\`o, J. Trinastic, M. C. Tringali, L. Trozzo,, K. W. Tsang, M. Tse, R. Tso, D. Tuyenbayev, K. Ueno, D. Ugolini, C. S., Unnikrishnan, A. L. Urban, S. A. Usman, K. Vahi, H. Vahlbruch, G. Vajente, G., Valdes, M. Vallisneri, N. van Bakel, M. van Beuzekom, J. F. J. van den Brand,, C. Van Den Broeck, D. C. Vander-Hyde, L. van der Schaaf, J. V. van, Heijningen, A. A. van Veggel, M. Vardaro, V. Varma, S. Vass, M. Vas\'uth, A., Vecchio, G. Vedovato, J. Veitch, P. J. Veitch, K. Venkateswara, G., Venugopalan, D. Verkindt, F. Vetrano, A. Vicer\'e, A. D. Viets, S., Vinciguerra, D. J. Vine, J.-Y. Vinet, S. Vitale, T. Vo, H. Vocca, C. Vorvick,, D. V. Voss, W. D. Vousden, S. P. Vyatchanin, A. R. Wade, L. E. Wade, M. Wade,, R. M. Wald, R. Walet, M. Walker, L. Wallace, S. Walsh, G. Wang, H. Wang, J., Z. Wang, M. Wang, Y.-F. Wang, Y. Wang, R. L. Ward, J. Warner, M. Was, J., Watchi, B. Weaver, L.-W. Wei, M. Weinert, A. J. Weinstein, R. Weiss, L. Wen,, E. K. Wessel, P. We{\ss}els, T. Westphal, K. Wette, J. T. Whelan, B. F., Whiting, C. Whittle, D. Williams, R. D. Williams, A. R. Williamson, J. L., Willis, B. Willke, M. H. Wimmer, W. Winkler, C. C. Wipf, H. Wittel, G. Woan,, J. Woehler, J. Wofford, K. W. K. Wong, J. Worden, J. L. Wright, D. S. Wu, G., Wu, W. Yam, H. Yamamoto, C. C. Yancey, M. J. Yap, Hang Yu, Haocun Yu, M., Yvert, A. Zadro\.zny, M. Zanolin, T. Zelenova, J.-P. Zendri, M. Zevin, L., Zhang, M. Zhang, T. Zhang, Y.-H. Zhang, C. Zhao, M. Zhou, Z. Zhou, X. J. Zhu,, A. Zimmerman, M. E. Zucker, J. Zweizig

arXiv: 1706.01812 · 2018-10-24

## TL;DR

The paper reports the detection and analysis of GW170104, a gravitational wave from a binary black hole merger at redshift 0.2, providing insights into black hole properties, testing general relativity, and constraining graviton mass.

## Contribution

First detailed analysis of GW170104, including black hole masses, spins, distance, and tests of gravitational theories, expanding understanding of stellar-mass black hole mergers.

## Key findings

- Black hole masses are approximately 31.2 and 19.4 solar masses.
- Effective inspiral spin parameter suggests spins are not both aligned positively.
- Graviton mass constrained to less than 7.7 x 10^{-23} eV/c^2.

## Abstract

We describe the observation of GW170104, a gravitational-wave signal produced by the coalescence of a pair of stellar-mass black holes. The signal was measured on January 4, 2017 at 10:11:58.6 UTC by the twin advanced detectors of the Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory during their second observing run, with a network signal-to-noise ratio of 13 and a false alarm rate less than 1 in 70,000 years. The inferred component black hole masses are $31.2^{+8.4}_{-6.0}\,M_\odot$ and $19.4^{+5.3}_{-5.9}\,M_\odot$ (at the 90% credible level). The black hole spins are best constrained through measurement of the effective inspiral spin parameter, a mass-weighted combination of the spin components perpendicular to the orbital plane, $\chi_\mathrm{eff} = -0.12^{+0.21}_{-0.30}.$ This result implies that spin configurations with both component spins positively aligned with the orbital angular momentum are disfavored. The source luminosity distance is $880^{+450}_{-390}~\mathrm{Mpc}$ corresponding to a redshift of $z = 0.18^{+0.08}_{-0.07}$. We constrain the magnitude of modifications to the gravitational-wave dispersion relation and perform null tests of general relativity. Assuming that gravitons are dispersed in vacuum like massive particles, we bound the graviton mass to $m_g \le 7.7 \times 10^{-23}~\mathrm{eV}/c^2$. In all cases, we find that GW170104 is consistent with general relativity.

## Figures

17 figures with captions in the complete paper: https://tomesphere.com/paper/1706.01812/full.md

---
Source: https://tomesphere.com/paper/1706.01812