This content will become publicly available on June 18, 2027

Title: Open Data from LIGO, Virgo, and KAGRA through the First Part of the Fourth Observing Run
Abstract LIGO, Virgo, and KAGRA form a network of gravitational-wave observatories. Data and analysis results from this network are made publicly available through the Gravitational Wave Open Science Center. This paper describes open data from this network, including the addition of data from the first part of the fourth observing run and selected periods from the preceding engineering run, collected from 2023 May to 2024 January. The public dataset includes calibrated strain time series for each instrument, data from additional channels used for noise subtraction and detector characterization, and analysis data products from version 4.0 of the Gravitational-Wave Transient Catalog.  more » « less
Award ID(s):
2513124 2409745 2309242 2305419 2409530
PAR ID:
10693976
Author(s) / Creator(s):
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Corporate Creator(s):
Publisher / Repository:
American Astronomical Society
Date Published:
Journal Name:
The Astrophysical Journal
Volume:
1004
Issue:
2
ISSN:
0004-637X
Page Range / eLocation ID:
232
Format(s):
Medium: X
Sponsoring Org:
National Science Foundation
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  1. Abstract The global network of gravitational-wave observatories now includes five detectors, namely LIGO Hanford, LIGO Livingston, Virgo, KAGRA, and GEO 600. These detectors collected data during their third observing run, O3, composed of three phases: O3a starting in 2019 April and lasting six months, O3b starting in 2019 November and lasting five months, and O3GK starting in 2020 April and lasting two weeks. In this paper we describe these data and various other science products that can be freely accessed through the Gravitational Wave Open Science Center at https://gwosc.org . The main data set, consisting of the gravitational-wave strain time series that contains the astrophysical signals, is released together with supporting data useful for their analysis and documentation, tutorials, as well as analysis software packages. 
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  2. Abstract The extreme sensitivity required for direct observation of gravitational waves by the Advanced LIGO detectors means that environmental noise is increasingly likely to contaminate Advanced LIGO gravitational wave signals if left unaddressed. Consequently, environmental monitoring efforts have been undertaken and novel noise mitigation techniques have been developed which have reduced environmental coupling and made it possible to analyze environmental artifacts with potential to affect the 90 gravitational wave events detected from 2015–2020 by the Advanced LIGO detectors. So far, there is no evidence for environmental contamination in gravitational wave detections. However, automated, rapid ways to monitor and assess the degree of environmental coupling between gravitational wave detectors and their surroundings are needed as the rate of detections continues to increase. We introduce a computational tool,PEMcheck, for quantifying the degree of environmental coupling present in gravitational wave signals using data from the extant collection of environmental monitoring sensors at each detector. We study its performance when applied to 79 gravitational waves detected in LIGO’s third observing run and test its performance in the case of extreme environmental contamination of gravitational wave data. We find thatPEMcheck’s automated analysis identifies only a small number of gravitational waves that merit further study by environmental noise experts due to possible contamination, a substantial improvement over the manual vetting that occurred for every gravitational wave candidate in the first two observing runs. Building on a first attempt at automating environmental coupling assessments used in the third observing run, this tool represents an improvement in accuracy and interpretability of coupling assessments, reducing the time needed to validate gravitational wave candidates. With the validation provided herein;PEMcheckwill play a critical role in event validation during LIGO’s fourth observing run as an integral part of the data quality report produced for each gravitational wave candidate. 
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  3. Abstract We report the results of the first joint observation of the KAGRA detector with GEO 600. KAGRA is a cryogenic and underground gravitational-wave detector consisting of a laser interferometer with 3 km arms, located in Kamioka, Gifu, Japan. GEO 600 is a British–German laser interferometer with 600 m arms, located near Hannover, Germany. GEO 600 and KAGRA performed a joint observing run from April 7 to 20, 2020. We present the results of the joint analysis of the GEO–KAGRA data for transient gravitational-wave signals, including the coalescence of neutron-star binaries and generic unmodeled transients. We also perform dedicated searches for binary coalescence signals and generic transients associated with gamma-ray burst events observed during the joint run. No gravitational-wave events were identified. We evaluate the minimum detectable amplitude for various types of transient signals and the spacetime volume for which the network is sensitive to binary neutron-star coalescences. We also place lower limits on the distances to the gamma-ray bursts analyzed based on the non-detection of an associated gravitational-wave signal for several signal models, including binary coalescences. These analyses demonstrate the feasibility and utility of KAGRA as a member of the global gravitational-wave detector network. 
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  4. Abstract The Gravitational-Wave Transient Catalog (GWTC) is a collection of candidate gravitational-wave transient signals identified and characterized by the LIGO–Virgo–KAGRA Collaboration. Producing the contents of the GWTC from detector data requires complex analysis methods. These comprise techniques to model the signal; identify the transients in the data; evaluate the quality of the data and mitigate possible instrumental issues; infer the parameters of each transient; compare the data with the waveform models for compact binary coalescences; and handle the large amount of results associated with all of these different analyses. In this paper, we describe the methods employed to produce the catalog’s fourth release, GWTC-4.0, focusing on the analysis of the first part of the fourth observing run of Advanced LIGO, Advanced Virgo and KAGRA. 
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  5. ABSTRACT The detection of an intermediate-mass black hole population (102–106 M⊙) will provide clues to their formation environments (e.g. discs of active galactic nuclei, globular clusters) and illuminate a potential pathway to produce supermassive black holes. Ground-based gravitational-wave detectors are sensitive to mergers that can form intermediate-mass black holes weighing up to ∼450 M⊙. However, ground-based detector data contain numerous incoherent short duration noise transients that can mimic the gravitational-wave signals from merging intermediate-mass black holes, limiting the sensitivity of searches. Here, we follow-up on binary black hole merger candidates using a ranking statistic that measures the coherence or incoherence of triggers in multiple-detector data. We use this statistic to rank candidate events, initially identified by all-sky search pipelines, with lab-frame total masses ≳ 55 M⊙ using data from LIGO’s second observing run. Our analysis does not yield evidence for new intermediate-mass black holes. However, we find support for eight stellar-mass binary black holes not reported in the first LIGO–Virgo gravitational wave transient catalogue GWTC-1, seven of which have been previously reported by other catalogues. 
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