# All-sky search for continuous gravitational waves from isolated neutron   stars using Advanced LIGO O2 data

**Authors:** The LIGO Scientific Collaboration, the Virgo Collaboration: B. P., Abbott, R. Abbott, T. D. Abbott, S. Abraham, F. Acernese, K. Ackley, C., Adams, R. X. Adhikari, V. B. Adya, C. Affeldt, M. Agathos, K. Agatsuma, N., Aggarwal, O. D. Aguiar, L. Aiello, A. Ain, P. Ajith, G. Allen, A. Allocca, M., A. Aloy, P. A. Altin, A. Amato, A. Ananyeva, S. B. Anderson, W. G. Anderson,, S. V. Angelova, S. Antier, S. Appert, K. Arai, M. C. Araya, J. S. Areeda, M., Ar\`ene, N. Arnaud, K. G. Arun, S. Ascenzi, G. Ashton, S. M. Aston, P., Astone, F. Aubin, P. Aufmuth, K. AultONeal, C. Austin, V. Avendano, A., Avila-Alvarez, S. Babak, P. Bacon, F. Badaracco, 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, K. Barkett, S. Barnum, F., Barone, B. Barr, L. Barsotti, M. Barsuglia, D. Barta, J. Bartlett, I. Bartos,, R. Bassiri, A. Basti, M. Bawaj, J. C. Bayley, M. Bazzan, B. B\'ecsy, M., Bejger, I. Belahcene, A. S. Bell, D. Beniwal, B. K. Berger, G. Bergmann, S., Bernuzzi, J. J. Bero, C. P. L. Berry, D. Bersanetti, A. Bertolini, J., Betzwieser, R. Bhandare, J. Bidler, I. A. Bilenko, S. A. Bilgili, G., Billingsley, J. Birch, R. Birney, O. Birnholtz, S. Biscans, S. Biscoveanu, A., Bisht, M. Bitossi, M. A. Bizouard, J. K. Blackburn, C. D. Blair, D. G. Blair,, R. M. Blair, S. Bloemen, N. Bode, M. Boer, Y. Boetzel, G. Bogaert, F. Bondu,, E. Bonilla, R. Bonnand, P. Booker, B. A. Boom, C. D. Booth, R. Bork, V., Boschi, S. Bose, K. Bossie, V. Bossilkov, J. Bosveld, Y. Bouffanais, A., Bozzi, C. Bradaschia, P. R. Brady, A. Bramley, M. Branchesi, J. E. Brau, T., Briant, J. H. Briggs, F. Brighenti, A. Brillet, M. Brinkmann, V. Brisson, P., Brockill, A. F. Brooks, D. D. Brown, S. Brunett, 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, W. A. Campbell, K. C. Cannon, H. Cao, J. Cao, E., Capocasa, F. Carbognani, S. Caride, M. F. Carney, G. Carullo, J. Casanueva, Diaz, C. Casentini, S. Caudill, M. Cavagli\`a, F. Cavalier, R. Cavalieri, G., Cella, P. Cerd\'a-Dur\'an, G. Cerretani, E. Cesarini, O. Chaibi, K., Chakravarti, S. J. Chamberlin, M. Chan, S. Chao, P. Charlton, E. A. Chase, E., Chassande-Mottin, D. Chatterjee, M. Chaturvedi, B. D. Cheeseboro, H. Y. Chen,, X. Chen, Y. Chen, H.-P. Cheng, C. K. Cheong, H. Y. Chia, A. Chincarini, A., Chiummo, G. Cho, H. S. Cho, M. Cho, N. Christensen, Q. Chu, S. Chua, K. W., Chung, S. Chung, G. Ciani, A. A. Ciobanu, R. Ciolfi, F. Cipriano, A. Cirone,, F. Clara, J. A. Clark, P. Clearwater, F. Cleva, C. Cocchieri, E. Coccia,, P.-F. Cohadon, D. Cohen, R. Colgan, M. Colleoni, C. G. Collette, C. Collins,, L. R. Cominsky, M. Constancio Jr., L. Conti, S. J. Cooper, P. Corban, T. R., Corbitt, I. Cordero-Carri\'on, K. R. Corley, N. Cornish, A. Corsi, S., Cortese, C. A. Costa, R. Cotesta, 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, M. Croquette, S. G. Crowder, T. J. Cullen, A. Cumming,, L. Cunningham, E. Cuoco, T. Dal Canton, G. D\'alya, S. L. Danilishin, S., D'Antonio, K. Danzmann, A. Dasgupta, C. F. Da Silva Costa, L. E. H. Datrier,, V. Dattilo, I. Dave, M. Davier, D. Davis, E. J. Daw, D. DeBra, M., Deenadayalan, J. Degallaix, M. De Laurentis, S. Del\'eglise, W. Del Pozzo, L., M. DeMarchi, N. Demos, T. Dent, R. De Pietri, J. Derby, R. De Rosa, C. De, Rossi, R. DeSalvo, O. de Varona, S. Dhurandhar, M. C. D\'iaz, T. Dietrich, L., Di Fiore, M. Di Giovanni, T. Di Girolamo, A. Di Lieto, B. Ding, S. Di Pace,, I. Di Palma, F. Di Renzo, A. Dmitriev, Z. Doctor, F. Donovan, K. L. Dooley,, S. Doravari, I. Dorrington, T. P. Downes, M. Drago, J. C. Driggers, Z. Du,, J.-G. Ducoin, P. Dupej, S. E. Dwyer, P. J. Easter, T. B. Edo, M. C. Edwards,, A. Effler, P. Ehrens, J. Eichholz, S. S. Eikenberry, M. Eisenmann, R. A., Eisenstein, R. C. Essick, H. Estelles, D. Estevez, Z. B. Etienne, T. Etzel,, M. Evans, T. M. Evans, V. Fafone, H. Fair, S. Fairhurst, X. Fan, S. Farinon,, B. Farr, W. M. Farr, E. J. Fauchon-Jones, M. Favata, M. Fays, M. Fazio, C., Fee, J. Feicht, M. M. Fejer, F. Feng, A. Fernandez-Galiana, I. Ferrante, E., C. Ferreira, T. A. Ferreira, F. Ferrini, F. Fidecaro, I. Fiori, D. Fiorucci,, M. Fishbach, R. P. Fisher, J. M. Fishner, M. Fitz-Axen, R. Flaminio, M., Fletcher, E. Flynn, H. Fong, J. A. Font, P. W. F. Forsyth, J.-D. Fournier, S., Frasca, F. Frasconi, Z. Frei, A. Freise, R. Frey, V. Frey, P. Fritschel, V., V. Frolov, P. Fulda, M. Fyffe, H. A. Gabbard, B. U. Gadre, S. M. Gaebel, J., R. Gair, L. Gammaitoni, M. R. Ganija, S. G. Gaonkar, A. Garcia, C., Garc\'ia-Quir\'os, F. Garufi, B. Gateley, S. Gaudio, G. Gaur, V. Gayathri, G., Gemme, E. Genin, A. Gennai, D. George, J. George, L. Gergely, V. Germain, S., Ghonge, Abhirup Ghosh, Archisman Ghosh, S. Ghosh, B. Giacomazzo, J. A., Giaime, K. D. Giardina, A. Giazotto, K. Gill, G. Giordano, L. Glover, P., Godwin, E. Goetz, R. Goetz, B. Goncharov, 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, P. Grassia, C. Gray, R., Gray, G. Greco, A. C. Green, R. Green, E. M. Gretarsson, P. Groot, H. Grote,, S. Grunewald, P. Gruning, G. M. Guidi, H. K. Gulati, Y. Guo, A. Gupta, M. K., Gupta, E. K. Gustafson, R. Gustafson, L. Haegel, O. Halim, B. R. Hall, E. D., Hall, E. Z. Hamilton, G. Hammond, M. Haney, M. M. Hanke, J. Hanks, C. Hanna,, O. A. Hannuksela, J. Hanson, T. Hardwick, K. Haris, J. Harms, G. M. Harry, I., W. Harry, B. Haskell, C.-J. Haster, K. Haughian, F. J. Hayes, J. Healy, A., Heidmann, M. C. Heintze, H. Heitmann, P. Hello, G. Hemming, M. Hendry, I. S., Heng, J. Hennig, A. W. Heptonstall, Francisco Hernandez Vivanco, M. Heurs, S., Hild, T. Hinderer, D. Hoak, S. Hochheim, D. Hofman, A. M. Holgado, N. A., Holland, K. Holt, D. E. Holz, P. Hopkins, C. Horst, J. Hough, E. J. Howell,, C. G. Hoy, A. Hreibi, E. A. Huerta, D. Huet, B. Hughey, M. Hulko, S. Husa, S., H. Huttner, T. Huynh-Dinh, B. Idzkowski, A. Iess, C. Ingram, R. Inta, G., Intini, B. Irwin, H. N. Isa, J.-M. Isac, M. Isi, B. R. Iyer, K. Izumi, T., Jacqmin, S. J. Jadhav, K. Jani, N. N. Janthalur, P. Jaranowski, A. C., Jenkins, J. Jiang, D. S. Johnson, A. W. Jones, D. I. Jones, R. Jones, R. J., G. Jonker, L. Ju, J. Junker, C. V. Kalaghatgi, V. Kalogera, B. Kamai, S., Kandhasamy, G. Kang, J. B. Kanner, S. J. Kapadia, S. Karki, K. S. Karvinen,, R. Kashyap, M. Kasprzack, S. Katsanevas, E. Katsavounidis, W. Katzman, S., Kaufer, K. Kawabe, N. V. Keerthana, F. K\'ef\'elian, D. Keitel, R. Kennedy,, J. S. Key, F. Y. Khalili, H. Khan, I. Khan, S. Khan, Z. Khan, E. A. Khazanov,, M. Khursheed, N. Kijbunchoo, Chunglee Kim, J. C. Kim, K. Kim, W. Kim, W. S., Kim, Y.-M. Kim, C. Kimball, E. J. King, P. J. King, M. Kinley-Hanlon, R., Kirchhoff, J. S. Kissel, L. Kleybolte, J. H. Klika, S. Klimenko, T. D., Knowles, P. Koch, S. M. Koehlenbeck, G. Koekoek, S. Koley, V. Kondrashov, A., Kontos, N. Koper, M. Korobko, W. Z. Korth, I. Kowalska, D. B. Kozak, V., Kringel, N. Krishnendu, A. Kr\'olak, G. Kuehn, A. Kumar, P. Kumar, R. Kumar,, S. Kumar, L. Kuo, A. Kutynia, S. Kwang, B. D. Lackey, K. H. Lai, T. L. Lam,, M. Landry, B. B. Lane, 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, Y. K. Lecoeuche, C. H. Lee, H. K. Lee, H. M. Lee, H. W. Lee, J., Lee, K. Lee, J. Lehmann, A. Lenon, N. Leroy, N. Letendre, Y. Levin, J. Li, K., J. L. Li, T. G. F. Li, X. Li, F. Lin, F. Linde, S. D. Linker, T. B., Littenberg, J. Liu, X. Liu, R. K. L. Lo, N. A. Lockerbie, L. T. London, A., Longo, M. Lorenzini, V. Loriette, M. Lormand, G. Losurdo, J. D. Lough, C. O., Lousto, G. Lovelace, M. E. Lower, H. L\"uck, D. Lumaca, A. P. Lundgren, R., Lynch, Y. Ma, R. Macas, S. Macfoy, M. MacInnis, D. M. Macleod, A. Macquet, F., Maga\~na-Sandoval, L. Maga\~na Zertuche, R. M. Magee, E. Majorana, I., Maksimovic, A. Malik, 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, A. Markowitz, E. Maros, A. Marquina, S. Marsat, F., Martelli, I. W. Martin, R. M. Martin, D. V. Martynov, K. Mason, E. Massera,, A. Masserot, T. J. Massinger, M. Masso-Reid, S. Mastrogiovanni, A. Matas, F., Matichard, L. Matone, N. Mavalvala, N. Mazumder, J. J. McCann, R. McCarthy,, D. E. McClelland, S. McCormick, L. McCuller, S. C. McGuire, J. McIver, D. J., McManus, T. McRae, S. T. McWilliams, D. Meacher, G. D. Meadors, M. Mehmet, A., K. Mehta, J. Meidam, A. Melatos, G. Mendell, R. A. Mercer, L. Mereni, E. L., Merilh, M. Merzougui, S. Meshkov, C. Messenger, C. Messick, R. Metzdorff, P., M. Meyers, H. Miao, C. Michel, H. Middleton, E. E. Mikhailov, L. Milano, A., L. Miller, A. Miller, M. Millhouse, J. C. Mills, M. C. Milovich-Goff, O., Minazzoli, Y. Minenkov, A. Mishkin, C. Mishra, T. Mistry, S. Mitra, V. P., Mitrofanov, G. Mitselmakher, R. Mittleman, G. Mo, D. Moffa, K. Mogushi, S. R., P. Mohapatra, M. Montani, C. J. Moore, D. Moraru, G. Moreno, S. Morisaki, B., Mours, C. M. Mow-Lowry, Arunava Mukherjee, D. Mukherjee, S. Mukherjee, N., Mukund, A. Mullavey, J. Munch, E. A. Mu\~niz, M. Muratore, P. G. Murray, I., Nardecchia, L. Naticchioni, R. K. Nayak, J. Neilson, G. Nelemans, T. J. N., Nelson, M. Nery, A. Neunzert, K. Y. Ng, S. Ng, P. Nguyen, D. Nichols, S., Nissanke, F. Nocera, C. North, L. K. Nuttall, M. Obergaulinger, J. Oberling,, B. D. O'Brien, G. D. O'Dea, G. H. Ogin, J. J. Oh, S. H. Oh, F. Ohme, H. Ohta,, M. A. Okada, M. Oliver, P. Oppermann, Richard J. Oram, B. O'Reilly, R. G., Ormiston, L. F. Ortega, R. O'Shaughnessy, S. Ossokine, D. J. Ottaway, H., Overmier, B. J. Owen, A. E. Pace, G. Pagano, M. A. Page, A. Pai, S. A. Pai,, J. R. Palamos, O. Palashov, C. Palomba, A. Pal-Singh, Huang-Wei Pan, B. Pang,, P. T. H. Pang, C. Pankow, F. Pannarale, B. C. Pant, F. Paoletti, A. Paoli, A., Parida, W. Parker, D. Pascucci, A. Pasqualetti, R. Passaquieti, D. Passuello,, M. Patil, B. Patricelli, B. L. Pearlstone, C. Pedersen, M. Pedraza, R., Pedurand, A. Pele, S. Penn, C. J. Perez, A. Perreca, H. P. Pfeiffer, M., Phelps, K. S. Phukon, O. J. Piccinni, M. Pichot, F. Piergiovanni, G. Pillant,, L. Pinard, M. Pirello, M. Pitkin, R. Poggiani, D. Y. T. Pong, S. Ponrathnam,, P. Popolizio, E. K. Porter, J. Powell, A. K. Prajapati, J. Prasad, K. Prasai,, R. Prasanna, G. Pratten, T. Prestegard, S. Privitera, G. A. Prodi, L. G., Prokhorov, O. Puncken, M. Punturo, P. Puppo, M. P\"urrer, H. Qi, V., Quetschke, P. J. Quinonez, E. A. Quintero, R. Quitzow-James, F. J. Raab, H., Radkins, N. Radulescu, P. Raffai, S. Raja, C. Rajan, B. Rajbhandari, M., Rakhmanov, K. E. Ramirez, A. Ramos-Buades, Javed Rana, K. Rao, P. Rapagnani,, V. Raymond, M. Razzano, J. Read, T. Regimbau, L. Rei, S. Reid, D. H. Reitze,, W. Ren, F. Ricci, C. J. Richardson, J. W. Richardson, P. M. Ricker, K. Riles,, M. Rizzo, N. A. Robertson, R. Robie, F. Robinet, A. Rocchi, L. Rolland, J. G., Rollins, V. J. Roma, M. Romanelli, R. Romano, C. L. Romel, J. H. Romie, K., Rose, D. Rosi\'nska, S. G. Rosofsky, M. P. Ross, S. Rowan, A. R\"udiger, P., Ruggi, G. Rutins, K. Ryan, S. Sachdev, T. Sadecki, M. Sakellariadou, L., Salconi, M. Saleem, A. Samajdar, L. Sammut, E. J. Sanchez, L. E. Sanchez, N., Sanchis-Gual, V. Sandberg, J. R. Sanders, K. A. Santiago, N. Sarin, B., Sassolas, P. R. Saulson, O. Sauter, R. L. Savage, P. Schale, M. Scheel, J., Scheuer, P. Schmidt, R. Schnabel, R. M. S. Schofield, A. Sch\"onbeck, E., Schreiber, B. W. Schulte, B. F. Schutz, S. G. Schwalbe, J. Scott, S. M., Scott, E. Seidel, D. Sellers, A. S. Sengupta, N. Sennett, D. Sentenac, V., Sequino, A. Sergeev, Y. Setyawati, D. A. Shaddock, T. Shaffer, M. S., Shahriar, M. B. Shaner, L. Shao, P. Sharma, P. Shawhan, H. Shen, R. Shink, D., H. Shoemaker, D. M. Shoemaker, S. ShyamSundar, K. Siellez, M. Sieniawska, D., Sigg, A. D. Silva, L. P. Singer, N. Singh, A. Singhal, A. M. Sintes, S., Sitmukhambetov, V. Skliris, B. J. J. Slagmolen, T. J. Slaven-Blair, J. R., Smith, R. J. E. Smith, S. Somala, E. J. Son, B. Sorazu, F. Sorrentino, T., Souradeep, E. Sowell, A. P. Spencer, A. K. Srivastava, V. Srivastava, K., Staats, C. Stachie, M. Standke, D. A. Steer, M. Steinke, J. Steinlechner, S., Steinlechner, D. Steinmeyer, S. P. Stevenson, D. Stocks, R. Stone, D. J., Stops, K. A. Strain, G. Stratta, S. E. Strigin, A. Strunk, R. Sturani, A. L., Stuver, V. Sudhir, T. Z. Summerscales, L. Sun, S. Sunil, J. Suresh, P. J., Sutton, B. L. Swinkels, M. J. Szczepa\'nczyk, M. Tacca, S. C. Tait, C., Talbot, D. Talukder, D. B. Tanner, M. T\'apai, A. Taracchini, J. D. Tasson,, R. Taylor, F. Thies, M. Thomas, P. Thomas, S. R. Thondapu, K. A. Thorne, E., Thrane, Shubhanshu Tiwari, Srishti Tiwari, V. Tiwari, K. Toland, M. Tonelli,, Z. Tornasi, A. Torres-Forn\'e, C. I. Torrie, D. T\"oyr\"a, F. Travasso, G., Traylor, M. C. Tringali, A. Trovato, L. Trozzo, R. Trudeau, K. W. Tsang, M., Tse, R. Tso, L. Tsukada, D. Tsuna, D. Tuyenbayev, K. Ueno, D. Ugolini, C. S., Unnikrishnan, A. L. Urban, S. A. Usman, H. Vahlbruch, G. Vajente, G. Valdes,, N. van Bakel, M. van Beuzekom, J. F. J. van den Brand, C. Van Den Broeck, D., C. Vander-Hyde, J. V. van Heijningen, L. van der Schaaf, 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, D. J. Vine, J.-Y. Vinet, S. Vitale, T. Vo, H. Vocca,, C. Vorvick, S. P. Vyatchanin, A. R. Wade, L. E. Wade, M. Wade, R. Walet, M., Walker, L. Wallace, S. Walsh, G. Wang, H. Wang, J. Z. Wang, W. H. Wang, Y. F., Wang, R. L. Ward, Z. A. Warden, J. Warner, M. Was, J. Watchi, B. Weaver,, L.-W. Wei, M. Weinert, A. J. Weinstein, R. Weiss, F. Wellmann, L. Wen, E. K., Wessel, P. We{\ss}els, J. W. Westhouse, K. Wette, J. T. Whelan, B. F., Whiting, C. Whittle, D. M. Wilken, 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. K. Wofford, J. Worden, J. L. Wright, D. S. Wu, D. M. Wysocki,, L. Xiao, H. Yamamoto, C. C. Yancey, L. Yang, M. J. Yap, M. Yazback, D. W., Yeeles, Hang Yu, Haocun Yu, S. H. R. Yuen, M. Yvert, A. K. Zadro\.zny, M., Zanolin, T. Zelenova, J.-P. Zendri, M. Zevin, J. Zhang, L. Zhang, T. Zhang,, C. Zhao, M. Zhou, Z. Zhou, X. J. Zhu, M. E. Zucker, J. Zweizig, A. Pisarski

arXiv: 1903.01901 · 2019-07-17

## TL;DR

This study conducted the most sensitive all-sky search for continuous gravitational waves from isolated neutron stars using Advanced LIGO O2 data, employing three semi-coherent methods across a broad frequency range, but found no signals and set upper limits on strain.

## Contribution

It introduces a comprehensive search using three different semi-coherent methods over a wide frequency and spin-down range, setting new upper limits on gravitational wave strain.

## Key findings

- No continuous gravitational wave signals detected.
- Established the most stringent upper limits on strain amplitude.
- Provided astrophysical implications of non-detections.

## Abstract

We present results of an all-sky search for continuous gravitational waves (CWs), which can be produced by fast-spinning neutron stars with an asymmetry around their rotation axis, using data from the second observing run of the Advanced LIGO detectors. We employ three different semi-coherent methods ($\textit{FrequencyHough}$, $\textit{SkyHough}$, and $\textit{Time-Domain $\mathcal{F}$-statistic}$) to search in a gravitational-wave frequency band from 20 to 1922 Hz and a first frequency derivative from $-1\times10^{-8}$ to $2\times10^{-9}$ Hz/s. None of these searches has found clear evidence for a CW signal, so we present upper limits on the gravitational-wave strain amplitude $h_0$ (the lowest upper limit on $h_0$ is $1.7\times10^{-25}$ in the 123-124 Hz region) and discuss the astrophysical implications of this result. This is the most sensitive search ever performed over the broad range of parameters explored in this study.

## Full text

_Full body text omitted from this summary view._ Fetch the complete paper as Markdown: https://tomesphere.com/paper/1903.01901/full.md

## Figures

23 figures with captions in the complete paper: https://tomesphere.com/paper/1903.01901/full.md

## References

69 references — full list in the complete paper: https://tomesphere.com/paper/1903.01901/full.md

---
Source: https://tomesphere.com/paper/1903.01901