Improved Analysis of GW150914 Using a Fully Spin-Precessing Waveform Model

Abbott, B.  .p.; Abbott, R.; Abbott, T.  .d.; Abernathy, M.  .r.; Acernese, F.; Ackley, K.; Adams, C.; Adams, T.; Addesso, P.; Adhikari, R.  .x.; Adya, V.  .b.; Affeldt, C.; Agathos, M.; Agatsuma, K.; Aggarwal, N.; Aguiar, O.  .d.; Aiello, L.; Ain, A.; Ajith, P.; Allen, B.; Allocca, A.; Altin, P.  .a.; Anderson, S.  .b.; Anderson, W.  .g.; Arai, K.; Araya, M.  .c.; Arceneaux, C.  .c.; Areeda, J.  .s.; Arnaud, N.; Arun, K.  .g.; Ascenzi, S.; Ashton, G.; Ast, M.; Aston, S.  .m.; Astone, P.; Aufmuth, P.; Aulbert, C.; Babak, S.; Bacon, P.; Bader, M.  .k.  .m.; Baker, P.  .t.; Baldaccini, F.; Ballardin, G.; Ballmer, S.  .w.; Barayoga, J.  .c.; Barclay, S.  .e.; Barish, B.  .c.; Barker, D.; Barone, F.; Barr, B.; Barsotti, L.; Barsuglia, M.; Barta, D.; Bartlett, J.; Bartos, I.; Bassiri, R.; Basti, A.; Batch, J.  .c.; Baune, C.; Bavigadda, V.; Bazzan, M.; Bejger, M.; Bell, A.  .s.; Berger, B.  .k.; Bergmann, G.; Berry, C.  .p.  .l.; Bersanetti, D.; Bertolini, A.; Betzwieser, J.; Bhagwat, S.; Bhandare, R.; Bilenko, I.  .a.; Billingsley, G.; Birch, J.; Birney, R.; Birnholtz, O.; Biscans, S.; Bisht, A.; Bitossi, M.; Biwer, C.; Bizouard, M.  .a.; Blackburn, J.  .k.; Blair, C.  .d.; Blair, D.  .g.; Blair, R.  .m.; Bloemen, S.; Bock, O.; Boer, M.; Bogaert, G.; Bogan, C.; Bohe, A.; Bond, C.; Bondu, F.; Bonnand, R.; Boom, B.  .a.; Bork, R.; Boschi, V.; Bose, S.; Bouffanais, Y.; Bozzi, A.; Bradaschia, C.; Brady, P.  .r.; Braginsky, V.  .b.; BRANCHESI, MARICA; Brau, J.  .e.; Briant, T.; Brillet, A.; Brinkmann, M.; Brisson, V.; Brockill, P.; Broida, J.  .e.; Brooks, A.  .f.; Brown, D.  .a.; Brown, D.  .d.; Brown, N.  .m.; Brunett, S.; Buchanan, C.  .c.; Buikema, A.; Bulik, T.; Bulten, H.  .j.; Buonanno, A.; Buskulic, D.; Buy, C.; Byer, R.  .l.; Cabero, M.; Cadonati, L.; Cagnoli, G.; Cahillane, C.; Calderón Bustillo, J.; Callister, T.; Calloni, E.; Camp, J.  .b.; Cannon, K.  .c.; Cao, J.; Capano, C.  .d.; Capocasa, E.; Carbognani, F.; Caride, S.; Casanueva Diaz, C.; Casentini, J.; Caudill, S.; Cavaglià, M.; Cavalier, F.; Cavalieri, R.; Cella, G.; Cepeda, C.  .b.; CERBONI BAIARDI, LORENZO; Cerretani, G.; Cesarini, E.; Chamberlin, S.  .j.; Chan, M.; Chao, S.; Charlton, P.; Chassande Mottin, E.; Cheeseboro, B.  .d.; Chen, H.  .y.; Chen, Y.; Cheng, C.; Chincarini, A.; Chiummo, A.; Cho, H.  .s.; Cho, M.; Chow, J.  .h.; Christensen, N.; Chu, Q.; Chua, S.; Chung, S.; Ciani, G.; Clara, F.; Clark, J.  .a.; Cleva, F.; Coccia, E.; Cohadon, P. F.; Colla, A.; Collette, C.  .g.; Cominsky, L.; Constancio, M.; Conte, A.; Conti, L.; Cook, D.; Corbitt, T.  .r.; Cornish, N.; Corsi, A.; Cortese, S.; Costa, C.  .a.; Coughlin, M.  .w.; Coughlin, S.  .b.; Coulon, J. P.; Countryman, S.  .t.; Couvares, P.; Cowan, E.  .e.; Coward, D.  .m.; Cowart, M.  .j.; Coyne, D.  .c.; Coyne, R.; Craig, K.; Creighton, J.  .d.  .e.; Cripe, J.; Crowder, S.  .g.; Cumming, A.; Cunningham, L.; Cuoco, E.; Dal Canton, T.; Danilishin, S.  .l.; D’Antonio, S.; Danzmann, K.; Darman, N.  .s.; Dasgupta, A.; Da Silva Costa, C.  .f.; Dattilo, V.; Dave, I.; Davier, M.; Davies, G.  .s.; Daw, E.  .j.; Day, R.; De, S.; Debra, D.; Debreczeni, G.; Degallaix, J.; De Laurentis, M.; Deléglise, S.; Del Pozzo, W.; Denker, T.; Dent, T.; Dergachev, V.; De Rosa, R.; Derosa, R.  .t.; Desalvo, R.; Devine, R.  .c.; Dhurandhar, S.; Díaz, M.  .c.; Di Fiore, L.; Di Giovanni, M.; Di Girolamo, T.; Di Lieto, A.; Di Pace, S.; Di Palma, I.; Di Virgilio, A.; Dolique, V.; Donovan, F.; Dooley, K.  .l.; Doravari, S.; Douglas, R.; Downes, T.  .p.; Drago, M.; Drever, R.  .w.  .p.; Driggers, J.  .c.; Ducrot, M.; Dwyer, S.  .e.; Edo, T.  .b.; Edwards, M.  .c.; Effler, A.; Eggenstein, H. B.; Ehrens, P.; Eichholz, J.; Eikenberry, S.  .s.; Engels, W.; Essick, R.  .c.; Etienne, Z.; Etzel, T.; Evans, M.; Evans, T.  .m.; Everett, R.; Factourovich, M.; Fafone, V.; Fair, H.; Fairhurst, S.; Fan, X.; Fang, Q.; Farinon, S.; Farr, B.; Farr, W.  .m.; Fauchon Jones, E.; Favata, M.; Fays, M.; Fehrmann, H.; Fejer, M.  .m.; Fenyvesi, E.; Ferrante, I.; Ferreira, E.  .c.; Ferrini, F.; Fidecaro, F.; Fiori, I.; Fiorucci, D.; Fisher, R.  .p.; Flaminio, R.; Fletcher, M.; Fournier, J. D.; Frasca, S.; Frasconi, F.; Frei, Z.; Freise, A.; Frey, R.; Frey, V.; Fritschel, P.; Frolov, V.  .v.; Fulda, P.; Fyffe, M.; Gabbard, H.  .a.  .g.; Gaebel, S.; Gair, J.  .r.; Gammaitoni, L.; Gaonkar, S.  .g.; Garufi, F.; Gaur, G.; Gehrels, N.; Gemme, G.; Geng, P.; Genin, E.; Gennai, A.; George, J.; Gergely, L.; Germain, V.; Ghosh, Abhirup; Ghosh, Archisman; Ghosh, S.; Giaime, J.  .a.; Giardina, K.  .d.; Giazotto, A.; Gill, K.; Glaefke, A.; Goetz, E.; Goetz, R.; Gondan, L.; González, G.; Gonzalez Castro, J.  .m.; Gopakumar, A.; Gordon, N.  .a.; Gorodetsky, M.  .l.; Gossan, S.  .e.; Gosselin, M.; Gouaty, R.; Grado, A.; Graef, C.; Graff, P.  .b.; Granata, M.; Grant, A.; Gras, S.; Gray, C.; GRECO, GIUSEPPE; Green, A.  .c.; Groot, P.; Grote, H.; Grunewald, S.; GUIDI, GIANLUCA MARIA; Guo, X.; Gupta, A.; Gupta, M.  .k.; Gushwa, K.  .e.; Gustafson, E.  .k.; Gustafson, R.; Hacker, J.  .j.; Hall, B.  .r.; Hall, E.  .d.; Hammond, G.; Haney, M.; Hanke, M.  .m.; Hanks, J.; Hanna, C.; Hannam, M.  .d.; Hanson, J.; Hardwick, T.; HARMS, JAN; Harry, G.  .m.; Harry, I.  .w.; Hart, M.  .j.; Hartman, M.  .t.; Haster, C. J.; Haughian, K.; Healy, J.; Heidmann, A.; Heintze, M.  .c.; Heitmann, H.; Hello, P.; Hemming, G.; Hendry, M.; Heng, I.  .s.; Hennig, J.; Henry, J.; Heptonstall, A.  .w.; Heurs, M.; Hild, S.; Hoak, D.; Hofman, D.; Holt, K.; Holz, D.  .e.; Hopkins, P.; Hough, J.; Houston, E.  .a.; Howell, E.  .j.; Hu, Y.  .m.; Huang, S.; Huerta, E.  .a.; Huet, D.; Hughey, B.; Husa, S.; Huttner, S.  .h.; Huynh Dinh, T.; Indik, N.; Ingram, D.  .r.; Inta, R.; Isa, H.  .n.; Isac, J. M.; Isi, M.; Isogai, T.; Iyer, B.  .r.; Izumi, K.; Jacqmin, T.; Jang, H.; Jani, K.; Jaranowski, P.; Jawahar, S.; Jian, L.; Jiménez Forteza, F.; Johnson, W.  .w.; Johnson McDaniel, N.  .k.; Jones, D.  .i.; Jones, R.; Jonker, R.  .j.  .g.; Ju, L.; K, Haris; Kalaghatgi, C.  .v.; Kalogera, V.; Kandhasamy, S.; Kang, G.; Kanner, J.  .b.; Kapadia, S.  .j.; Karki, S.; Karvinen, K.  .s.; Kasprzack, M.; Katsavounidis, E.; Katzman, W.; Kaufer, S.; Kaur, T.; Kawabe, K.; Kéfélian, F.; Kehl, M.  .s.; Keitel, D.; Kelley, D.  .b.; Kells, W.; Kennedy, R.; Key, J.  .s.; Khalili, F.  .y.; Khan, I.; Khan, S.; Khan, Z.; Khazanov, E.  .a.; Kijbunchoo, N.; Kim, Chi Woong; Kim, Chunglee; Kim, J.; Kim, K.; Kim, N.; Kim, W.; Kim, Y. M.; Kimbrell, S.  .j.; King, E.  .j.; King, P.  .j.; Kissel, J.  .s.; Klein, B.; Kleybolte, L.; Klimenko, S.; Koehlenbeck, S.  .m.; Koley, S.; Kondrashov, V.; Kontos, A.; Korobko, M.; Korth, W.  .z.; Kowalska, I.; Kozak, D.  .b.; Kringel, V.; Królak, A.; Krueger, C.; Kuehn, G.; Kumar, P.; Kumar, R.; Kuo, L.; Kutynia, A.; Lackey, B.  .d.; Landry, M.; Lange, J.; Lantz, B.; Lasky, P.  .d.; Laxen, M.; Lazzarini, A.; Lazzaro, C.; Leaci, P.; Leavey, S.; Lebigot, E.  .o.; Lee, C.  .h.; Lee, H.  .k.; Lee, H.  .m.; Lee, K.; Lenon, A.; Leonardi, M.; Leong, J.  .r.; Leroy, N.; Letendre, N.; Levin, Y.; Lewis, J.  .b.; Li, T.  .g.  .f.; Libson, A.; Littenberg, T.  .b.; Lockerbie, N.  .a.; Lombardi, A.  .l.; London, L.  .t.; Lord, J.  .e.; Lorenzini, M.; Loriette, V.; Lormand, M.; Losurdo, G.; Lough, J.  .d.; Lousto, C.  .o.; Lovelace, G.; Lück, H.; Lundgren, A.  .p.; Lynch, R.; Ma, Y.; Machenschalk, B.; Macinnis, M.; Macleod, D.  .m.; Magaña Sandoval, F.; Magaña Zertuche, L.; Magee, R.  .m.; Majorana, E.; Maksimovic, I.; Malvezzi, V.; Man, N.; Mandic, V.; Mangano, V.; Mansell, G.  .l.; Manske, M.; Mantovani, M.; Marchesoni, F.; Marion, F.; Márka, S.; Márka, Z.; Markosyan, A.  .s.; Maros, E.; MARTELLI, FILIPPO; Martellini, L.; Martin, I.  .w.; Martynov, D.  .v.; Marx, J.  .n.; Mason, K.; Masserot, A.; Massinger, T.  .j.; Masso Reid, M.; Mastrogiovanni, S.; Matichard, F.; Matone, L.; Mavalvala, N.; Mazumder, N.; Mccarthy, R.; Mcclelland, D.  .e.; Mccormick, S.; Mcguire, S.  .c.; Mcintyre, G.; Mciver, J.; Mcmanus, D.  .j.; Mcrae, T.; Mcwilliams, S.  .t.; Meacher, D.; Meadors, G.  .d.; Meidam, J.; Melatos, A.; Mendell, G.; Mercer, R.  .a.; Merilh, E.  .l.; Merzougui, M.; Meshkov, S.; Messenger, C.; Messick, C.; Metzdorff, R.; Meyers, P.  .m.; Mezzani, F.; Miao, H.; Michel, C.; Middleton, H.; Mikhailov, E.  .e.; Milano, L.; Miller, A.  .l.; Miller, A.; Miller, B.  .b.; Miller, J.; Millhouse, M.; Minenkov, Y.; Ming, J.; Mirshekari, S.; Mishra, C.; Mitra, S.; Mitrofanov, V.  .p.; Mitselmakher, G.; Mittleman, R.; Moggi, A.; Mohan, M.; Mohapatra, S.  .r.  .p.; MONTANI, MATTEO; Moore, B.  .c.; Moore, C.  .j.; Moraru, D.; Moreno, G.; Morriss, S.  .r.; Mossavi, K.; Mours, B.; Mow Lowry, C.  .m.; Mueller, G.; Muir, A.  .w.; Mukherjee, Arunava; Mukherjee, D.; Mukherjee, S.; Mukund, N.; Mullavey, A.; Munch, J.; Murphy, D.  .j.; Murray, P.  .g.; Mytidis, A.; Nardecchia, I.; Naticchioni, L.; Nayak, R.  .k.; Nedkova, K.; Nelemans, G.; Nelson, T.  .j.  .n.; Neri, M.; Neunzert, A.; Newton, G.; Nguyen, T.  .t.; Nielsen, A.  .b.; Nissanke, S.; Nitz, A.; Nocera, F.; Nolting, D.; Normandin, M.  .e.  .n.; Nuttall, L.  .k.; Oberling, J.; Ochsner, E.; O’Dell, J.; Oelker, E.; Ogin, G.  .h.; Oh, J.  .j.; Oh, S.  .h.; Ohme, F.; Oliver, M.; Oppermann, P.; Oram, Richard J.; O’Reilly, B.; O’Shaughnessy, R.; Ottaway, D.  .j.; Overmier, H.; Owen, B.  .j.; Pai, A.; Pai, S.  .a.; Palamos, J.  .r.; Palashov, O.; Palomba, C.; Pal Singh, A.; Pan, H.; Pankow, C.; Pannarale, F.; Pant, B.  .c.; Paoletti, F.; Paoli, A.; Papa, M.  .a.; Paris, H.  .r.; Parker, W.; Pascucci, D.; Pasqualetti, A.; Passaquieti, R.; Passuello, D.; Patricelli, B.; Patrick, Z.; Pearlstone, B.  .l.; Pedraza, M.; Pedurand, R.; Pekowsky, L.; Pele, A.; Penn, S.; Perreca, A.; Perri, L.  .m.; Pfeiffer, H.  .p.; Phelps, M.; Piccinni, O.  .j.; Pichot, M.; PIERGIOVANNI, FRANCESCO; Pierro, V.; Pillant, G.; Pinard, L.; Pinto, I.  .m.; Pitkin, M.; Poe, M.; Poggiani, R.; Popolizio, P.; Post, A.; Powell, J.; Prasad, J.; Predoi, V.; Prestegard, T.; Price, L.  .r.; Prijatelj, M.; Principe, M.; Privitera, S.; Prix, R.; Prodi, G.  .a.; Prokhorov, L.; Puncken, O.; Punturo, M.; Puppo, P.; Pürrer, M.; Qi, H.; Qin, J.; Qiu, S.; Quetschke, V.; Quintero, E.  .a.; Quitzow James, R.; Raab, F.  .j.; Rabeling, D.  .s.; Radkins, H.; Raffai, P.; Raja, S.; Rajan, C.; Rakhmanov, M.; Rapagnani, P.; Raymond, V.; Razzano, M.; Re, V.; Read, J.; Reed, C.  .m.; Regimbau, T.; Rei, L.; Reid, S.; Reitze, D.  .h.; Rew, H.; Reyes, S.  .d.; Ricci, F.; Riles, K.; Rizzo, M.; Robertson, N.  .a.; Robie, R.; Robinet, F.; Rocchi, A.; Rolland, L.; Rollins, J.  .g.; Roma, V.  .j.; Romano, R.; Romanov, G.; Romie, J.  .h.; Rosińska, D.; Rowan, S.; Rüdiger, A.; Ruggi, P.; Ryan, K.; Sachdev, S.; Sadecki, T.; Sadeghian, L.; Sakellariadou, M.; Salconi, L.; Saleem, M.; Salemi, F.; Samajdar, A.; Sammut, L.; Sanchez, E.  .j.; Sandberg, V.; Sandeen, B.; Sanders, J.  .r.; Sassolas, B.; Sathyaprakash, B.  .s.; Saulson, P.  .r.; Sauter, O.  .e.  .s.; Savage, R.  .l.; Sawadsky, A.; Schale, P.; Schilling, R.; Schmidt, J.; Schmidt, P.; Schnabel, R.; Schofield, R.  .m.  .s.; Schönbeck, A.; Schreiber, E.; Schuette, D.; Schutz, B.  .f.; Scott, J.; Scott, S.  .m.; Sellers, D.; Sengupta, A.  .s.; Sentenac, D.; Sequino, V.; Sergeev, A.; Setyawati, Y.; Shaddock, D.  .a.; Shaffer, T.; Shahriar, M.  .s.; Shaltev, M.; Shapiro, B.; Shawhan, P.; Sheperd, A.; Shoemaker, D.  .h.; Shoemaker, D.  .m.; Siellez, K.; Siemens, X.; Sieniawska, M.; Sigg, D.; Silva, A.  .d.; Singer, A.; Singer, L.  .p.; Singh, A.; Singh, R.; Singhal, A.; Sintes, A.  .m.; Slagmolen, B.  .j.  .j.; Smith, J.  .r.; Smith, N.  .d.; Smith, R.  .j.  .e.; Son, E.  .j.; Sorazu, B.; Sorrentino, F.; Souradeep, T.; Srivastava, A.  .k.; Staley, A.; Steinke, M.; Steinlechner, J.; Steinlechner, S.; Steinmeyer, D.; Stephens, B.  .c.; Stevenson, S.  .p.; Stone, R.; Strain, K.  .a.; Straniero, N.; STRATTA, MARIA GIULIANA; Strauss, N.  .a.; Strigin, S.; Sturani, R.; Stuver, A.  .l.; Summerscales, T.  .z.; Sun, L.; Sunil, S.; Sutton, P.  .j.; Swinkels, B.  .l.; Szczepańczyk, M.  .j.; Tacca, M.; Talukder, D.; Tanner, D.  .b.; Tápai, M.; Tarabrin, S.  .p.; Taracchini, A.; Taylor, R.; Theeg, T.; Thirugnanasambandam, M.  .p.; Thomas, E.  .g.; Thomas, M.; Thomas, P.; Thorne, K.  .a.; Thorne, K.  .s.; Thrane, E.; Tiwari, S.; Tiwari, V.; Tokmakov, K.  .v.; Toland, K.; Tomlinson, C.; Tonelli, M.; Tornasi, Z.; Torres, C.  .v.; Torrie, C.  .i.; Töyrä, D.; Travasso, F.; Traylor, G.; Trifirò, D.; Tringali, M.  .c.; Trozzo, L.; Tse, M.; Turconi, M.; Tuyenbayev, D.; Ugolini, D.; Unnikrishnan, C.  .s.; Urban, A.  .l.; Usman, S.  .a.; Vahlbruch, H.; Vajente, G.; Valdes, G.; Vallisneri, M.; van Bakel, N.; van Beuzekom, M.; van den Brand, J.  .f.  .j.; Van Den Broeck, C.; Vander Hyde, D.  .c.; van der Schaaf, L.; van der Sluys, M.  .v.; van Heijningen, J.  .v.; Vano Vinuales, A.; van Veggel, A.  .a.; Vardaro, M.; Vass, S.; Vasúth, M.; Vaulin, R.; Vecchio, A.; Vedovato, G.; Veitch, J.; Veitch, P.  .j.; Venkateswara, K.; Verkindt, D.; VETRANO, FLAVIO; VICERE', ANDREA; Vinciguerra, S.; Vine, D.  .j.; Vinet, J. Y.; Vitale, S.; Vo, T.; Vocca, H.; Vorvick, C.; Voss, D.  .v.; Vousden, W.  .d.; Vyatchanin, S.  .p.; Wade, A.  .r.; Wade, L.  .e.; Wade, M.; Walker, M.; Wallace, L.; Walsh, S.; Wang, G.; Wang, H.; Wang, M.; Wang, X.; Wang, Y.; Ward, R.  .l.; Warner, J.; Was, M.; Weaver, B.; Wei, L. W.; Weinert, M.; Weinstein, A.  .j.; Weiss, R.; Wen, L.; Weßels, P.; Westphal, T.; Wette, K.; Whelan, J.  .t.; Whiting, B.  .f.; Williams, R.  .d.; Williamson, A.  .r.; Willis, J.  .l.; Willke, B.; Wimmer, M.  .h.; Winkler, W.; Wipf, C.  .c.; Wittel, H.; Woan, G.; Woehler, J.; Worden, J.; Wright, J.  .l.; Wu, D.  .s.; Wu, G.; Yablon, J.; Yam, W.; Yamamoto, H.; Yancey, C.  .c.; Yu, H.; Yvert, M.; Zadrożny, A.; Zangrando, L.; Zanolin, M.; Zendri, J. P.; Zevin, M.; Zhang, L.; Zhang, M.; Zhang, Y.; Zhao, C.; Zhou, M.; Zhou, Z.; Zhu, X.  .j.; Zucker, M.  .e.; Zuraw, S.  .e.; Zweizig, J.; Boyle, M.; Brügmann, B.; Campanelli, M.; Chu, T.; Clark, M.; Haas, R.; Hemberger, D.; Hinder, I.; Kidder, L.  .e.; Kinsey, M.; Laguna, P.; Ossokine, S.; Pan, Y.; Röver, C.; Scheel, M.; Szilagyi, B.; Teukolsky, S.; Zlochower, Y.

doi:10.1103/PhysRevX.6.041014

This paper presents updated estimates of source parameters for GW150914, a binary black-hole coalescence event detected by the Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) in 2015 [Abbott et al. Phys. Rev. Lett. 116, 061102 (2016).]. Abbott et al. [Phys. Rev. Lett. 116, 241102 (2016).] presented parameter estimation of the source using a 13-dimensional, phenomenological precessing-spin model (precessing IMRPhenom) and an 11-dimensional nonprecessing effective-one-body (EOB) model calibrated to numerical-relativity simulations, which forces spin alignment (nonprecessing EOBNR). Here, we present new results that include a 15-dimensional precessing-spin waveform model (precessing EOBNR) developed within the EOB formalism. We find good agreement with the parameters estimated previously [Abbott et al. Phys. Rev. Lett. 116, 241102 (2016).], and we quote updated component masses of 35+5−3 M⊙ and 30+3−4 M⊙ (where errors correspond to 90% symmetric credible intervals). We also present slightly tighter constraints on the dimensionless spin magnitudes of the two black holes, with a primary spin estimate <0.65 and a secondary spin estimate <0.75 at 90% probability. Abbott et al. [Phys. Rev. Lett. 116, 241102 (2016).] estimated the systematic parameter-extraction errors due to waveform-model uncertainty by combining the posterior probability densities of precessing IMRPhenom and nonprecessing EOBNR. Here, we find that the two precessing-spin models are in closer agreement, suggesting that these systematic errors are smaller than previously quoted.