GW151226: Observation of Gravitational Waves from a 22-Solar-Mass Binary Black Hole Coalescence

B. P. Abbott, R. Abbott, T. D. Abbott, M. R. Abernathy, F. Acernese, K. Ackley, C. Adams, A.T. Phythian-Adams, P. Addesso, R. X. Adhikari, V. B. Adya, C. Affeldt, M. Agathos, K. Agatsuma, N.T. Aggarwal, O. D. Aguiar, L. Aiello, A. Ain, P. Ajith, B. AllenA. Allocca, P. A. Altin, S. B. Anderson, W. G. Anderson, K. Arai, M. C. Araya, C. C. Arceneaux, J. S. Areeda, N. Arnaud, K. G. Arun, S. Ascenzi, G. Ashton, M. Ast, S. M. Aston, P. Astone, P. Aufmuth, C. Aulbert, S. Babak, P. Bacon, M. K. M. Bader, P. T. Baker, F. Baldaccini, G. Ballardin, S. W. Ballmer, J. C. Barayoga, S. E. Barclay, B. C. Barish, R.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, V. Bavigadda, M. Bazzan, M. Bejger, 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, M.J. Birch, R. Birney, O. Birnholtz, S. Biscans, A. Bisht, M. Bitossi, C. Biwer, M. A. Bizouard, J. K. Blackburn, C. D. Blair, D. G. Blair, R. M. Blair, A.L.S. Bloemen, O. Bock, M. Boer, J.G. Bogaert, C. Bogan, A. Bohe, T.C Bond, 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, A.D. Brown, 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. Calderon Bustillo, T. A. Callister, E. Calloni, J. B. Camp, K. C. Cannon, J. Cao, C. D. Capano, E. Capocasa, F. Carbognani, S. Caride, J. Casanueva Diaz, C. Casentini, S. Caudill, M. Cavaglia, F. Cavalier, R. Cavalieri, G. Cella, C. B. Cepeda, L. Cerboni Baiardi, G. Cerretani, E. Cesarini, S. J. Chamberlin, M. Chan, D. S. Chao, P. Charlton, E. Chassande-Mottin, B. D. Cheeseboro, H. Y. Chen, Y Chen, C. Cheng, A. Chincarini, A. Chiummo, H. S. Cho, M. Cho, J. H. Chow, N. Christensen, Qian Chu, S. E. Chua, E.S. Chung, G. Ciani, F. Clara, J. A. Clark, F. Cleva, E. Coccia, P. -F. Cohadon, A. Colla, C. G. Collette, L. Cominsky, M., Jr. Constancio, A. Conte, L. Conti, D. Cook, T. R. Corbitt, N. Cornish, A. Corsi, S. Cortese, A.C. Costa, M. W. Coughlin, S. B. Coughlin, J. -P. Coulon, S. T. Countryman, P. Couvares, E. E. Cowan, D. M. Coward, M. J. Cowart, D. C. Coyne, R. Coyne, K. Craig, J. D. E. Creighton, J. Cripe, S. G. Crowder, A. Cumming, A.L. Cunningham, E. Cuoco, T. Dal Canton, S. L. Danilishin, S. D'Antonio, K. Danzmann, N. S. Darman, A. Dasgupta, C. F. Da Silva Costa, V. Dattilo, I. Dave, M. Davier, G. S. Davies, E. J. Daw, R. Day, S. De, D. Debra, G. Debreczeni, J. Degallaix, M. De laurentis, S. Deleglise, W. Del Pozzo, T. Denker, T. Dent, V.A. Dergachev, R. Rosa, R. T. DeRosa, R. DeSalvo, R. C. Devine, S. Dhurandhar, M. C. Diaz, L. Di Fiore, M.G. Giovanni, T. Di Girolamo, A. Di Lieto, S. Di Pace, I. Di Palma, A. Di Virgilio, V. Dolique, F. Donovan, K. L. Dooley, S. Doravari, R. Douglas, T. P. Downes, M. Drago, R. W. P. Drever, J. C. Driggers, M. Ducrot, S. E. Dwyer, T. B. Edo, M. C. Edwards, A. Effler, H. -B. Eggenstein, P. Ehrens, J. Eichholz, S. S. Eikenberry, W. Engels, R. C. Essick, T. Etzel, T. M. Evans, T. M. Evans, R. Everett, M. Factourovich, V. Fafone, H. Fair, S. Fairhurst, X.M. Fan, Q. Fang, S. Farinon, B. Farr, W. M. Farr, M. Favata, M. Fays, H. Fehrmann, M. M. Fejer, E. Fenyvesi, I. Ferrante, E. C. Ferreira, F. Ferrini, F. Fidecaro, I. Fiori, D. Fiorucci, R. P. Fisher, R. Flaminio, M Fletcher, H. Fong, 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. G. Gabbard, J. R. Gair, L. Gammaitoni, S. G. Gaonkar, F. Garufi, G. Gaur, N. Gehrels, G. Gemme, P. Geng, E. Genin, A. Gennai, J. George, L. Gergely, V. Germain, Abhirup Ghosh, Archisman Ghosh, S. Ghosh, J. A. Giaime, K. D. Giardina, A. Giazotto, K.P. Gill, A. Glaefke, E. Goetz, R. Goetz, L. Gondan, Idelmis G. Gonzalez, J. M. Gonzalez Castro, A. Gopakumar, N. A. Gordon, M. L. Gorodetsky, S. E. Gossan, M. Lee-Gosselin, R. Gouaty, A. Grado, C. Graef, P. B. Graff, M. Granata, A. Grant, S. Gras, C.M. Gray, G. Greco, A. C. Green, P. Groot, H. Grote, S. Grunewald, G. M. Guidi, X. Guo, A. Gupta, M. K. Gupta, K. E. Gushwa, E. K. Gustafson, R. Gustafson, J. J. Hacker, R. Buffoni-Hall, E. D. Hall, M. Hamilton-Ayers, G.L. Hammond, M. Haney, M. M. Hanke, J. Hanks, C. Hanna, M. D. Hannam, P.J. Hanson, T. Hardwick, J. Harms, G. M. Harry, I. W. Harry, M. J. Hart, M. T. Hartman, 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.A. Henry, A. W. Heptonstall, M. Heurs, S. Hild, D. Hoak, D. Hofman, K. Holt, D. E. Holz, P. Hopkins, J. Hough, E. A. Houston, E. J. Howell, Y. M. Hu, S. Huang, E. A. Huerta, D. Huet, B. Hughey, S. Husa, S. H. Huttner, T. Huynh-Dinh, N. Indik, D. R. Ingram, R. Inta, H. N. Isa, J. -M. Isac, M. Isi, T. Isogai, B. R. Iyer, K. Izumi, T. Jacqmin, D.H. Jang, K. Jani, P. Jaranowski, S. Jawahar, L. Jian, F. Jimenez-Forteza, W. Johnson, N. K. Johnson-McDaniel, I.D. Jones, R. Jones, R. J. G. Jonker, L. Ju, K. Haris, C. V. Kalaghatgi, V. Kalogera, S. Kandhasamy, G.H. Kang, J. B. Kanner, S. J. Kapadia, S. Karki, K. S. Karvinen, M. Kasprzack, E. Katsavounidis, W. Katzman, S. Kaufer, T. Kaur, K. Kawabe, F. Kefelian, M. S. Kehl, D. Keitel, D. B. Kelley, W. Kells, R.E. Kennedy, J. S. Key, F. Y. Khalili, I. Khan, S. Khan., Z. Khan, E. A. Khazanov, N. Kijbunchoo, Chi-Woong Kim, Chunglee Kim, J. Kim, K. Kim, Namjun Kim, W. Kim, Y.M. Kim, S. J. Kimbrell, E. J. King, P. J. King, J. S. Kissel, B. Klein, L. Kleybolte, S. Klimenko, S. M. Koehlenbeck, S. Koley, V. Kondrashov, A. Kontos, M. Korobko, W. Z. Korth, I. Kowalska, D. B. Kozak, V. Kringel, B. Krishnan, A. Krolak, C. Krueger, G. Kuehn, P. Kumar, R. Kumar, L. Kuo, A. Kutynia, B. D. Lackey, M. Landry, J. Lange, B. Lantz, P. D. Lasky, M. Laxen, A. Lazzarini, C. Lazzaro, P. Leaci, S. Leavey, E. O. Lebigot, C.H. Lee, K.H. Lee, M.H. Lee, K. Lee, A. Lenon, M. Leonardi, J. R. Leong, N. Leroy, N. Letendre, Y. Levin, J. B. Lewis, T. G. F. Li, A. Libson, T. B. Littenberg, N. A. Lockerbie, A. L. Lombardi, L. T. London, J. E. Lord, M. Lorenzini, V. Loriette, M. Lormand, G. Losurdo, J. D. Lough, C. O. Lousto, H. Lueck, A. P. Lundgren, R. Lynch, Y. Ma, B. Machenschalk, M. MacInnis, D. M. Macleod, F. Magana-Sandoval, L. Magana Zertuche, R. M. Magee, E. Majorana, I. Maksimovic, V. Malvezzi, N. Man, I. Mandel, V. Mandic, V. Mangano, G. L. Mansell, M. Manske, M. Mantovani, F. Marchesoni, F. Marion, S. Marka, Z. Marka, 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, F. Matichard, L. Matone, N. Mavalvala, N. Mazumder, R. McCarthy, D. E. McClelland, S. McCormick, S. C. McGuire, G. McIntyre, J. McIver, D. J. McManus, T. McRae, S. T. McWilliams, D. Meacher, G. D. Meadors, J. Meidam, 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. L. Miller, B. Miller, J. Miller, M. Millhouse, Y. Minenkov, J. Ming, S. Mirshekari, C. Mishra, S. Mitra, V. P. Mitrofanov, G. Mitselmakher, R. Mittleman, A. Moggi, M. Mohan, S. R. P. Mohapatra, M. Montani, B.C. Moore, J.C. Moore, D. Moraru, M. Gutierrez Moreno, S. R. Morriss, K. Mossavi, B. Mours, C. M. Mow-Lowry, G. Mueller, A. W. Muir, Arunava Mukherjee, S.D. Mukherjee, S. Mukherjee, N. Mukund, A. Mullavey, J. Munch, D. J. Murphy, P.G. Murray, A. Mytidis, I. Nardecchia, L. Naticchioni, R. K. Nayak, K. Nedkova, G. Nelemans, T. J. N. Nelson, M. Gutierrez-Neri, A. Neunzert, G. Newton-Howes, T. T. Nguyen, A. B. Nielsen, S. Nissanke, A. Nitz, F. Nocera, D. Nolting, M. E. N. Normandin, L. K. Nuttall, J. Oberling, E. Ochsner, J. O'Dell, E. Oelker, G. H. Ogin, J. Oh, S. H. Oh, F. Ohme, M. B. Oliver, P. Oppermann, Richard J. Oram, B. O'Reilly, R. O'Shaughnessy, D. J. Ottaway, H. Overmier, B. J. Owen, A. Pai, S. A. Pai, J. R. Palamos, O. Palashov, C. Palomba, A. Pal-Singh, H. Pan, C. Pankow, F. Pannarale, B. C. Pant, F. Paoletti, A. Paoli, M. A. Papa, H. R. Paris, W.S Parker, D. Pascucci, A. Pasqualetti, R. Passaquieti, D. Passuello, B. Patricelli, Z. Patrick, B. L. Pearlstone, M. Pedraza, R. Pedurand, L. Pekowsky, A. Pele, S. Penn, 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, M. Poe, R. Poggiani, P. Popolizio, A. Post, J. Powell, J. Prasad, V. Predoi, T. Prestegard, L. R. Price, M. Prijatelj, M. Principe, S. Privitera, R. Prix, G. A. Prodi, L. G. Prokhorov, O. Puncken, M. Punturo, P. Puppo, M. Puerrer, 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, P. Rapagnani, V. Raymond, M. Razzano, V. Re, J. Read, C. M. Reed, T. Regimbau, L. Rei, S. Reid, D. H. Reitze, H. Rew, S. D. Reyes, F. Ricci, K. Riles, D.M. Rizzo, N. A. Robertson, R. Robie, F. Robinet, A. Rocchi, L. Rolland, J. G. Rollins, V. J. Roma, J. D. Romano, R. Romano, G. Romanov, J. H. Romie, D. Rosinska, S. Rowan, A. Ruediger, P. Ruggi, K.A. Ryan, P.S. Sachdev, T. Sadecki, L. Sadeghian, M. Sakellariadou, L. Salconi, M. Saleem, F. Salemi, A. Samajdar, L. Sammut, E. J. Sanchez, V. Sandberg, B. Sandeen, J. R. Sanders, B. Sassolas, B. S. Sathyaprakash, P. R. Saulson, O. E. S. Sauter, R. L. Savage, A. Sawadsky, P. Schale, R. Schilling, J Schmidt, P. Schmidt, R.B. Schnabel, R. M. S. Schofield, A. Schoenbeck, K.E.C. Schreiber, D. Schuette, B. F. Schutz, J. Scott, M.S. Scott, D. Sellers, A. S. Sengupta, D. Sentenac, V. Sequino, A. Sergeev, Y. Setyawati, D. A. Shaddock, T. J. Shaffer, M. S. Shahriar, M. Shaltev, B. Shapiro, P. Shawhan, A. Sheperd, D. H. Shoemaker, D. M. Shoemaker, K. Siellez, X. Siemens, M. Sieniawska, D. Sigg, António Dias da Silva, A Singer, L. P. Singer, A. Singh, R. Singh, A. Singhal, A. M. Sintes, B. J. J. Slagmolen, R. J. E. Smith, N.D. Smith, R. J. E. Smith, E. J. Son, B. Sorazu, F. Sorrentino, T. Souradeep, A. K. Srivastava, A. Staley, M. Steinke, J. Steinlechner, S. Steinlechner, D. Steinmeyer, B. C. Stephens, P. Stevenson-Moore, J.R. Stone, K. A. Strain, N. Straniero, G. Stratta, N. A. Strauss, S. E. Strigin, R. Sturani, A. L. Stuver, T. Z. Summerscales, L. Sun, S. Sunil, P. J. Sutton, B. L. Swinkels, M. J. Szczepanczyk, M.D. Tacca, D. Talukder, D. B. Tanner, M. Tapai, S. P. Tarabrin, A. Taracchini, W.R. Taylor, T. Theeg, M. P. Thirugnanasambandam, E. G. Thomas, M. Thomas, P. Thomas, K. A. Thorne, E. Thrane, S. Tiwari, V. Tiwari, K. V. Tokmakov, K. Toland, C. Tomlinson, M. Tonelli, Z. Tornasi, C. V. Torres, C. I. Torrie, D. Toyra, F. Travasso, G. Traylor, D. Trifiro, M. C. Tringali, L. Trozzo, M. Tse, M. Turconi, D. Tuyenbayev, D. Ugolini, C. S. Unnikrishnan, A. L. Urban, S. A. Usman, H. Vahlbruch, G. Vajente, G. Valdes, M. Vallisneri, N. van Bakel, Martin Van Beuzekom, J. F. J. van den Brand, C.F.F. Van Den Broeck, D. C. Vander-Hyde, L. van der Schaaf, J. V. van Heijningen, A. A. van Veggel, M. Vardaro, S. Vass, M. Vasuth, R. Vaulin, A. Vecchio, G. Vedovato, J. Veitch, P.J. Veitch, K. Venkateswara, D. Verkindt, F. Vetrano, A. Vicere, 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, MT Wade, M. Walker, L. Wallace, S. Walsh, G. Wang, H. Wang, M. Wang, X. Wang, Y. Wang, R. L. Ward, J. Warner, M. Was, B. Weaver, L. -W. Wei, M. Weinert, A. J. Weinstein, R. Weiss, L.M. Wen, P. Wessels, T. Westphal, K. Wette, J. T. Whelan, B. F. Whiting, D.R. Williams, A. R. Williamson, J. L. Willis, B. Willke, M. H. Wimmer, W. Winkler, C. C. Wipf, H. Wittel, G. Woan, J. Woehler, J. Worden, J.L. Wright, D.S. Wu, G. Wu, J. Yablon, W. Yam, H. Yamamoto, C. C. Yancey, H. Yu, M. Yvert, A. Zadrozny, L. Zangrando, M. Zanolin, J. -P. Zendri, M. Zevin, L. Zhang, M. Zhang, Y. Zhang, C. Zhao, M. Zhou, Z. Zhou, X. J. Zhu, M. E. Zucker, S. E. Zuraw, J. Zweizig, M. Boyle, D. Hemberger, L. E. Kidder, G. Lovelace, S. Ossokine, M. Scheel, B. Szilagyi, S. Teukolsky

Research output: Contribution to JournalArticleAcademicpeer-review

Abstract

We report the observation of a gravitational-wave signal produced by the coalescence of two stellar-mass black holes. The signal, GW151226, was observed by the twin detectors of the Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) on December 26, 2015 at 03:38:53 UTC. The signal was initially identified within 70 s by an online matched-filter search targeting binary coalescences. Subsequent off-line analyses recovered GW151226 with a network signal-to-noise ratio of 13 and a significance greater than 5σ. The signal persisted in the LIGO frequency band for approximately 1 s, increasing in frequency and amplitude over about 55 cycles from 35 to 450 Hz, and reached a peak gravitational strain of 3.4+0.7−0.9×10−22. The inferred source-frame initial black hole masses are 14.2+8.3−3.7M⊙ and 7.5+2.3−2.3M⊙, and the final black hole mass is 20.8+6.1−1.7M⊙. We find that at least one of the component black holes has spin greater than 0.2. This source is located at a luminosity distance of 440+180−190  Mpc corresponding to a redshift of 0.09+0.03−0.04. All uncertainties define a 90% credible interval. This second gravitational-wave observation provides improved constraints on stellar populations and on deviations from general relativity.
Original languageEnglish
Article number241103
JournalPhysical Review Letters
Volume116
Issue number24
DOIs
Publication statusPublished - 15 Jun 2016

Cite this