Directional Limits on Persistent Gravitational Waves Using LIGO S5 Science Data

Abadie, J.; Abbott, B.; Abbott, R.; Abernathy, M.; Accadia, T.; Acernese, Fausto; Adams, C.; Adhikari, R.; Ajith, P.; Allen, B.; Allen, G.; Amador Ceron, E.; Amin, R.; Anderson, S.; Anderson, W.; Antonucci, F.; Arain, M.; Araya, M.; Aronsson, M.; Arun, K.; Aso, Y.; Aston, S.; Astone, P.; Atkinson, D.; Aufmuth, P.; Aulbert, C.; Babak, S.; Baker, P.; Ballardin, G.; Ballmer, S.; Barker, D.; Barnum, S.; Barone, Fabrizio; Barr, B.; Barriga, P.; Barsotti, L.; Barsuglia, M.; Barton, M.; Bartos, I.; Bassiri, R.; Bastarrika, M.; Bauchrowitz, J.; Bauer, T. h.; Behnke, B.; Beker, M.; Belletoile, A.; Benacquista, M.; Bertolini, A.; Betzwieser, J.; Beveridge, N.; Beyersdorf, P.; Bigotta, S.; Bilenko, I.; Billingsley, G.; Birch, J.; Birindelli, S.; Biswas, R.; Bitossi, M.; Bizouard, M.; Black, E.; Blackburn, J.; Blackburn, L.; Blair, D.; Bland, B.; Blom, M.; Boccara, C.; Bock, O.; Bodiya, T.; Bondarescu, R.; Bondu, F.; Bonelli, L.; Bonnand, R.; Bork, R.; Born, M.; Bose, S.; Bosi, L.; Bouhou, B.; Boyle, M.; Braccini, S.; Bradaschia, C.; Brady, P.; Braginsky, V.; Brau, J.; Breyer, J.; Bridges, D.; Brillet, A.; Brinkmann, M.; Brisson, V.; Britzger, M.; Brooks, A.; Brown, D.; Budzyński, R.; Bulik, T.; Bulten, H.; Buonanno, A.; Burguet Castell, J.; Burmeister, O.; Buskulic, D.; Buy, C.; Byer, R.; Cadonati, L.; Cagnoli, G.; Cain, J.; Calloni, E.; Camp, J.; Campagna, E.; Campsie, P.; Cannizzo, J.; Cannon, K.; Canuel, B.; Cao, J.; Capano, C.; Carbognani, F.; Caride, S.; Caudill, S.; Cavaglià, M.; Cavalier, F.; Cavalieri, R.; Cella, G.; Cepeda, C.; Cesarini, E.; Chalermsongsak, T.; Chalkley, E.; Charlton, P.; Chassande Mottin, E.; Chelkowski, S.; Chen, Y.; Chincarini, A.; Christensen, N.; Chua, S.; Chung, C.; Clark, D.; Clark, J.; Clayton, J.; Cleva, F.; Coccia, E.; Colacino, C.; Colas, J.; Colla, A.; Colombini, M.; Conte, R.; Cook, D.; Corbitt, T.; Cornish, N.; Corsi, A.; Costa, C.; Coulon, J. P.; Coward, D.; Coyne, D.; Creighton, J.; Creighton, T.; Cruise, A.; Culter, R.; Cumming, A.; Cunningham, L.; Cuoco, E.; Dahl, K.; Danilishin, S.; Dannenberg, R.; D’Antonio, S.; Danzmann, K.; Das, K.; Dattilo, V.; Daudert, B.; Davier, M.; Davies, G.; Davis, A.; Daw, E.; Day, R.; Dayanga, T.; De Rosa, R.; Debra, D.; Degallaix, J.; del Prete, M.; Dergachev, V.; Derosa, R.; Desalvo, R.; Devanka, P.; Dhurandhar, S.; Di Fiore, L.; Di Lieto, A.; Di Palma, I.; Di Paolo Emilio, M.; Di Virgilio, A.; Díaz, M.; Dietz, A.; Donovan, F.; Dooley, K.; Doomes, E.; Dorsher, S.; Douglas, E.; Drago, M.; Drever, R.; Driggers, J.; Dueck, J.; Dumas, J. C.; Eberle, T.; Edgar, M.; Edwards, M.; Effler, A.; Ehrens, P.; Engel, R.; Etzel, T.; Evans, M.; Evans, T.; Fafone, V.; Fairhurst, S.; Fan, Y.; Farr, B.; Fazi, D.; Fehrmann, H.; Feldbaum, D.; Ferrante, I.; Fidecaro, F.; Finn, L.; Fiori, I.; Flaminio, R.; Flanigan, M.; Flasch, K.; Foley, S.; Forrest, C.; Forsi, E.; Fotopoulos, N.; Fournier, J. D.; Franc, J.; Frasca, S.; Frasconi, F.; Frede, M.; Frei, M.; Frei, Z.; Freise, A.; Frey, R.; Fricke, T.; Friedrich, D.; Fritschel, P.; Frolov, V.; Fulda, P.; Fyffe, M.; Galimberti, M.; Gammaitoni, L.; Garofoli, J.; Garufi, F.; Gemme, G.; Genin, E.; Gennai, A.; Gholami, I.; Ghosh, S.; Giaime, J.; Giampanis, S.; Giardina, K.; Giazotto, A.; Gill, C.; Goetz, E.; Goggin, L.; González, G.; Gorodetsky, M.; Goßler, S.; Gouaty, R.; Graef, C.; Granata, M.; Grant, A.; Gras, S.; Gray, C.; Greenhalgh, R.; Gretarsson, A.; Greverie, C.; Grosso, R.; Grote, H.; Grunewald, S.; Guidi, G.; Gustafson, E.; Gustafson, R.; Hage, B.; Hall, P.; Hallam, J.; Hammer, D.; Hammond, G.; Hanks, J.; Hanna, C.; Hanson, J.; Harms, J.; Harry, G.; Harry, I.; Harstad, E.; Haughian, K.; Hayama, K.; Hayau, J. F.; Hayler, T.; Heefner, J.; Heitmann, H.; Hello, P.; Heng, I.; Heptonstall, A.; Hewitson, M.; Hild, S.; Hirose, E.; Hoak, D.; Hodge, K.; Holt, K.; Hosken, D.; Hough, J.; Howell, E.; Hoyland, D.; Huet, D.; Hughey, B.; Husa, S.; Huttner, S.; Huynh–dinh, T.; Ingram, D.; Inta, R.; Isogai, T.; Ivanov, A.; Jaranowski, P.; Johnson, W.; Jones, D.; Jones, G.; Jones, R.; Ju, L.; Kalmus, P.; Kalogera, V.; Kandhasamy, S.; Kanner, J.; Katsavounidis, E.; Kawabe, K.; Kawamura, S.; Kawazoe, F.; Kells, W.; Keppel, D.; Khalaidovski, A.; Khalili, F.; Khazanov, E.; Kim, H.; King, P.; Kinzel, D.; Kissel, J.; Klimenko, S.; Kondrashov, V.; Kopparapu, R.; Koranda, S.; Kowalska, I.; Kozak, D.; Krause, T.; Kringel, V.; Krishnamurthy, S.; Krishnan, B.; Królak, A.; Kuehn, G.; Kullman, J.; Kumar, R.; Kwee, P.; Landry, M.; Lang, M.; Lantz, B.; Lastzka, N.; Lazzarini, A.; Leaci, P.; Leong, J.; Leonor, I.; Leroy, N.; Letendre, N.; Li, J.; Li, T.; Liguori, N.; Lin, H.; Lindquist, P.; Lockerbie, N.; Lodhia, D.; Lorenzini, M.; Loriette, V.; Lormand, M.; Losurdo, G.; Lu, P.; Luan, J.; Lubinski, M.; Lucianetti, A.; Lück, H.; Lundgren, A.; Machenschalk, B.; Macinnis, M.; Mageswaran, M.; Mailand, K.; Majorana, E.; Mak, C.; Maksimovic, I.; Man, N.; Mandel, I.; Mandic, V.; Mantovani, M.; Marchesoni, F.; Marion, F.; Márka, S.; Márka, Z.; Maros, E.; Marque, J.; Martelli, F.; Martin, I.; Martin, R.; Marx, J.; Mason, K.; Masserot, A.; Matichard, F.; Matone, L.; Matzner, R.; Mavalvala, N.; Mccarthy, R.; Mcclelland, D.; Mcguire, S.; Mcintyre, G.; Mcivor, G.; Mckechan, D.; Meadors, G.; Mehmet, M.; Meier, T.; Melatos, A.; Melissinos, A.; Mendell, G.; Menéndez, D.; Mercer, R.; Merill, L.; Meshkov, S.; Messenger, C.; Meyer, M.; Miao, H.; Michel, C.; Milano, L.; Miller, J.; Minenkov, Y.; Mino, Y.; Mitra, S.; Mitrofanov, V.; Mitselmakher, G.; Mittleman, R.; Moe, B.; Mohan, M.; Mohanty, S.; Mohapatra, S.; Moraru, D.; Moreau, J.; Moreno, G.; Morgado, N.; Morgia, A.; Morioka, T.; Mors, K.; Mosca, S.; Moscatelli, V.; Mossavi, K.; Mours, B.; Mow–lowry, C.; Mueller, G.; Mukherjee, S.; Mullavey, A.; Müller Ebhardt, H.; Munch, J.; Murray, P.; Nash, T.; Nawrodt, R.; Nelson, J.; Neri, I.; Newton, G.; Nishizawa, A.; Nocera, F.; Nolting, D.; Ochsner, E.; O’Dell, J.; Ogin, G.; Oldenburg, R.; O’Reilly, B.; O’Shaughnessy, R.; Osthelder, C.; Ottaway, D.; Ottens, R.; Overmier, H.; Owen, B.; Page, A.; Pagliaroli, G.; Palladino, L.; Palomba, C.; Pan, Y.; Pankow, C.; Paoletti, F.; Papa, M.; Pardi, S.; Pareja, M.; Parisi, M.; Pasqualetti, A.; Passaquieti, R.; Passuello, D.; Patel, P.; Pathak, D.; Pedraza, M.; Pekowsky, L.; Penn, S.; Peralta, C.; Perreca, A.; Persichetti, G.; Pichot, M.; Pickenpack, M.; Piergiovanni, F.; Pietka, M.; Pinard, L.; Pinto, I.; Pitkin, M.; Pletsch, H.; Plissi, M.; Poggiani, R.; Postiglione, Fabio; Prato, M.; Predoi, V.; Price, L.; Prijatelj, M.; Principe, M.; Prix, R.; Prodi, G.; Prokhorov, L.; Puncken, O.; Punturo, M.; Puppo, P.; Quetschke, V.; Raab, F.; Rabeling, D.; Radke, T.; Radkins, H.; Raffai, P.; Rakhmanov, M.; Rankins, B.; Rapagnani, P.; Raymond, V.; Re, V.; Reed, C.; Reed, T.; Regimbau, T.; Reid, S.; Reitze, D.; Ricci, F.; Riesen, R.; Riles, K.; Roberts, P.; Robertson, N.; Robinet, F.; Robinson, C.; Robinson, E.; Rocchi, A.; Roddy, S.; Röver, C.; Rolland, L.; Rollins, J.; Romano, J.; Romano, Rocco; Romie, J.; Rosińska, D.; Rowan, S.; Rüdiger, A.; Ruggi, P.; Ryan, K.; Sakata, S.; Sakosky, M.; Salemi, F.; Sammut, L.; Sancho de la Jordana, L.; Sandberg, V.; Sannibale, V.; Santamaría, L.; Santostasi, G.; Saraf, S.; Sassolas, B.; Sathyaprakash, B.; Sato, S.; Satterthwaite, M.; Saulson, P.; Savage, R.; Schilling, R.; Schnabel, R.; Schofield, R.; Schulz, B.; Schutz, B.; Schwinberg, P.; Scott, J.; Scott, S.; Searle, A.; Seifert, F.; Sellers, D.; Sengupta, A.; Sentenac, D.; Sergeev, A.; Shaddock, D.; Shapiro, B.; Shawhan, P.; Shoemaker, D.; Sibley, A.; Siemens, X.; Sigg, D.; Singer, A.; Sintes, A.; Skelton, G.; Slagmolen, B.; Slutsky, J.; Smith, J.; Smith, M.; Smith, N.; Somiya, K.; Sorazu, B.; Speirits, F.; Sperandio, L.; Stein, A.; Stein, L.; Steinlechner, S.; Steplewski, S.; Stochino, A.; Stone, R.; Strain, K.; Strigin, S.; Stroeer, A.; Sturani, R.; Stuver, A.; Summerscales, T.; Sung, M.; Susmithan, S.; Sutton, P.; Swinkels, B.; Szokoly, G.; Talukder, D.; Tanner, D.; Tarabrin, S.; Taylor, J.; Taylor, R.; Thomas, P.; Thorne, K.; Thorne, K.; Thrane, E.; Thüring, A.; Titsler, C.; Tokmakov, K.; Toncelli, A.; Tonelli, M.; Torre, O.; Torres, C.; Torrie, C.; Tournefier, E.; Travasso, F.; Traylor, G.; Trias, M.; Trummer, J.; Tseng, K.; Turner, L.; Ugolini, D.; Urbanek, K.; Vahlbruch, H.; Vaishnav, B.; Vajente, G.; Vallisneri, M.; van den Brand, J.; Van Den Broeck, C.; van der Putten, S.; van der Sluys, M.; van Veggel, A.; Vass, S.; Vaulin, R.; Vavoulidis, M.; Vecchio, A.; Vedovato, G.; Veitch, J.; Veitch, P.; Veltkamp, C.; Verkindt, D.; Vetrano, F.; Viceré, A.; Villar, A.; Vinet, J. Y.; Vocca, H.; Vorvick, C.; Vyachanin, S.; Waldman, S.; Wallace, L.; Wanner, A.; Ward, R.; Was, M.; Wei, P.; Weinert, M.; Weinstein, A.; Weiss, R.; Wen, L.; Wen, S.; Wessels, P.; West, M.; Westphal, T.; Wette, K.; Whelan, J.; Whitcomb, S.; White, D.; Whiting, B.; Wilkinson, C.; Willems, P.; Williams, L.; Willke, B.; Winkelmann, L.; Winkler, W.; Wipf, C.; Wiseman, A.; Woan, G.; Wooley, R.; Worden, J.; Yakushin, I.; Yamamoto, H.; Yamamoto, K.; Yeaton Massey, D.; Yoshida, S.; Yu, P.; Yvert, M.; Zanolin, M.; Zhang, L.; Zhang, Z.; Zhao, C.; Zotov, N.; Zucker, M.; Zweizig, J.

doi:10.1103/PhysRevLett.107.271102

The gravitational-wave (GW) sky may include nearby pointlike sources as well as stochastic backgrounds. We perform two directional searches for persistent GWs using data from the LIGO S5 science run: one optimized for pointlike sources and one for arbitrary extended sources. Finding no evidence to support the detection of GWs, we present 90% confidence level (C.L.) upper-limit maps of GW strain power with typical values between 2-20×10-50 strain2 Hz-1 and 5-35×10-49 strain2 Hz-1 sr-1 for pointlike and extended sources, respectively. The latter result is the first of its kind. We also set 90% C.L. limits on the narrow-band root-mean-square GW strain from interesting targets including Sco X-1, SN 1987A and the Galactic center as low as ≈7×10-25 in the most sensitive frequency range near 160 Hz.