A1 Refereed original research article in a scientific journal

Multi-messenger Observations of a Binary Neutron Star Merger




AuthorsAbbott B. P., Abbott R., Abbott T. D., Acernese F., Ackley K., Adams C., Adams T., Addesso P., Adhikari R. X., Adya V. B., Affeldt C., Afrough M., Agarwal B., Agathos M., Agatsuma K., Aggarwal N., Aguiar O. D., Aiello L., Ain A., Ajith P., Allen B., Allen G., Allocca A., Altin P. A., Amato A., Ananyeva A., Anderson S. B., Anderson W. G., Angelova S. V., Antier S., Appert S., Arai K., Araya M. C., Areeda J. S., Arnaud N., Arun K. G., Ascenzi S., Ashton G., Ast M., Aston S. M., Astone P., Atallah D. V., Aufmuth P., Aulbert C., AultONeal K., Austin C., Avila-Alvarez A., Babak S., Bacon P., Bader M. K. M., Bae S., Baker P. T., Baldaccini F., Ballardin G., Ballmer S. W., Banagiri S., Barayoga J. C., Barclay S. E., Barish B. C., Barker D., Barkett K., Barone F., Barr B., Barsotti L., Barsuglia M., Barta D., Barthelmy S. D., Bartlett J., Bartos I., Bassiri R., Basti A., Batch J. C., Bawaj M., Bayley J. C., Bazzan M., Bécsy B., Beer C., Bejger M., Belahcene I., Bell A. S., Berger B. 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L., The Insight-HXMT Collaboration, Albert A., André M., Anghinolfi M., Ardid M., Aubert J.-J., Aublin J., Avgitas T., Baret B., Barrios-Martí J., Basa S., Belhorma B., Bertin V., Biagi S., Bormuth R., Bourret S., Bouwhuis M. C., Brânzaş H., Bruijn R., Brunner J., Busto J., Capone A., Caramete L., Carr J., Celli S., Cherkaoui El Moursli R., Chiarusi T., Circella M., Coelho J. A. B., Coleiro A., Coniglione R., Costantini H., Coyle P., Creusot A., Díaz A. F., Deschamps A., De Bonis G., Distefano C., Di Palma I., Domi A., Donzaud C., Dornic D., Drouhin D., Eberl T., El Bojaddaini I., El Khayati N., Elsässer D., Enzenhöfer A., Ettahiri A., Fassi F., Felis I., Fusco L. A., Gay P., Giordano V., Glotin H., Grégoire T., Ruiz R. Gracia, Graf K., Hallmann S., van Haren H., Heijboer A. J., Hello Y., Hernández-Rey J. J., Hössl J., Hofestädt J., Hugon C., Illuminati G., James C. 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X., Ramirez-Ruiz E., Rest A., Rojas-Bravo C., The 1M2H Team, Berger E., Soares-Santos M., Annis J., Alexander K. D., Allam S., Balbinot E., Blanchard P., Brout D., Butler R. E., Chornock R., Cook E. R., Cowperthwaite P., Diehl H. T., Drlica-Wagner A., Drout M. R., Durret F., Eftekhari T., Finley D. A., Fong W., Frieman J. A., Fryer C. L., García-Bellido J., Gruendl R. A., Hartley W., Herner K., Kessler R., Lin H., Lopes P. A. A., Lourenço A. C. C., Margutti R., Marshall J. L., Matheson T., Medina G. E., Metzger B. D., Muñoz R. R., Muir J., Nicholl M., Nugent P., Palmese A., Paz-Chinchón F., Quataert E., Sako M., Sauseda M., Schlegel D. J., Scolnic D., Secco L. F., Smith N., Sobreira F., Villar V. A., Vivas A. K., Wester W., Williams P. K. G., Yanny B., Zenteno A., Zhang Y., Abbott T. M. C., Banerji M., Bechtol K., Benoit-Lévy A., Bertin E., Brooks D., Buckley-Geer E., Burke D. L., Capozzi D., Carnero Rosell A., Carrasco Kind M., Castander F. J., Crocce M., Cunha C. E., D’Andrea C. B., da Costa L. N., Davis C., DePoy D. L., Desai S., Dietrich J. P., Eifler T. F., Fernandez E., Flaugher B., Fosalba P., Gaztanaga E., Gerdes D. W., Giannantonio T., Goldstein D. A., Gruen D., Gschwend J., Gutierrez G., Honscheid K., James D. J., Jeltema T., Johnson M. W. G., Johnson M. D., Kent S., Krause E., Kron R., Kuehn K., Lahav O., Lima M., Maia M. A. G., March M., Martini P., McMahon R. G., Menanteau F., Miller C. J., Miquel R., Mohr J. J., Nichol R. C., Ogando R. L. C., Plazas A. A., Romer A. K., Roodman A., Rykoff E. S., Sanchez E., Scarpine V., Schindler R., Schubnell M., Sevilla-Noarbe I., Sheldon E., Smith M., Smith R. C., Stebbins A., Suchyta E., Swanson M. E. C., Tarle G., Thomas R. C., Troxel M. A., Tucker D. L., Vikram V., Walker A. R., Wechsler R. H., Weller J., Carlin J. L., Gill M. S. S., Li T. S., Marriner J., Neilsen E., The Dark Energy Camera GW-EM Collaboration, the DES Collaboration, Haislip J. B., Kouprianov V. V., Reichart D. E., Sand D. J., Tartaglia L., Valenti S., Yang S., The DLT40 Collaboration, Benetti S., Brocato E., Campana S., Cappellaro E., Covino S., D’Avanzo P., D’Elia V., Getman F., Ghirlanda G., Ghisellini G., Limatola L., Nicastro L., Palazzi E., Pian E., Piranomonte S., Possenti A., Rossi A., Salafia O. S., Tomasella L., Amati L., Antonelli L. A., Bernardini M. G., Bufano F., Capaccioli M., Casella P., Dadina M., De Cesare G., Di Paola A., Giuffrida G., Giunta A., Israel G. L., Lisi M., Maiorano E., Mapelli M., Masetti N., Pescalli A., Pulone L., Salvaterra R., Schipani P., Spera M., Stamerra A., Stella L., Testa V., Turatto M., Vergani D., Aresu G., Bachetti M., Buffa F., Burgay M., Buttu M., Caria T., Carretti E., Casasola V., Castangia P., Carboni G., Casu S., Concu R., Corongiu A., Deiana G. L., Egron E., Fara A., Gaudiomonte F., Gusai V., Ladu A., Loru S., Leurini S., Marongiu L., Melis A., Melis G., Migoni Carlo, Milia Sabrina, Navarrini Alessandro, Orlati A., Ortu P., Palmas S., Pellizzoni A., Perrodin D., Pisanu T., Poppi S., Righini S., Saba A., Serra G., Serrau M., Stagni M., Surcis G., Vacca V., Vargiu G. P., Hunt L. K., Jin Z. P., Klose S., Kouveliotou C., Mazzali P. A., Møller P., Nava L., Piran T., Selsing J., Vergani S. D., Wiersema K., Toma K., Higgins A. B., Mundell C. G., di Serego Alighieri S., Gótz D., Gao W., Gomboc A., Kaper L., Kobayashi S., Kopac D., Mao J., Starling R. L. C., Steele I., van der Horst A. J., GRAWITA: GRAvitational Wave Inaf TeAm, Acero F., Atwood W. B., Baldini L., Barbiellini G., Bastieri D., Berenji B., Bellazzini R., Bissaldi E., Blandford R. D., Bloom E. D., Bonino R., Bottacini E., Bregeon J., Buehler R., Buson S., Cameron R. A., Caputo R., Caraveo P. A., Cavazzuti E., Chekhtman A., Cheung C. C., Chiang J., Ciprini S., Cohen-Tanugi J., Cominsky L. R., Costantin D., Cuoco A., D’Ammando F., de Palma F., Digel S. W., Di Lalla N., Di Mauro M., Di Venere L., Dubois R., Fegan S. J., Focke W. B., Franckowiak A., Fukazawa Y., Funk S., Fusco P., Gargano F., Gasparrini D., Giglietto N., Giordano F., Giroletti M., Glanzman T., Green D., Grondin M.-H., Guillemot L., Guiriec S., Harding A. K., Horan D., Jóhannesson G., Kamae T., Kensei S., Kuss M., La Mura G., Latronico L., Lemoine-Goumard M., Longo F., Loparco F., Lovellette M. N., Lubrano P., Magill J. D., Maldera S., Manfreda A., Mazziotta M. N., McEnery J. E., Meyer M., Michelson P. F., Mirabal N., Monzani M. E., Moretti E., Morselli A., Moskalenko I. V., Negro M., Nuss E., Ojha R., Omodei N., Orienti M., Orlando E., Palatiello M., Paliya V. S., Paneque D., Pesce-Rollins M., Piron F., Porter T. A., Principe G., Rainò S., Rando R., Razzano M., Razzaque S., Reimer A., Reimer O., Reposeur T., Rochester L. S., Saz Parkinson P. M., Sgrò C., Siskind E. J., Spada F., Spandre G., Suson D. J., Takahashi M., Tanaka Y., Thayer J. G., Thayer J. B., Thompson D. J., Tibaldo L., Torres D. F., Torresi E., Troja E., Venters T. M., Vianello G., Zaharijas G., The Fermi Large Area Telescope Collaboration, Allison J. R., Bannister K. W., Dobie D., Kaplan D. L., Lenc E., Lynch C., Murphy T., Sadler E. M., Australia Telescope Compact Array ATCA:, Hotan A., James C. W., Oslowski S., Raja W., Shannon R. M., Whiting M., Australian SKA Pathfinder ASKAP:, Arcavi I., Howell D. A., McCully C., Hosseinzadeh G., Hiramatsu D., Poznanski D., Barnes J., Zaltzman M., Vasylyev S., Maoz D., Las Cumbres Observatory Group, Cooke J., Bailes M., Wolf C., Deller A. T., Lidman C., Wang L., Gendre B., Andreoni I., Ackley K., Pritchard T. A., Bessell M. S., Chang S.-W., Möller A., Onken C. A., Scalzo R. A., Ridden-Harper R., Sharp R. G., Tucker B. E., Farrell T. J., Elmer E., Johnston S., Venkatraman Krishnan V., Keane E. F., Green J. A., Jameson A., Hu L., Ma B., Sun T., Wu X., Wang X., Shang Z., Hu Y., Ashley M. C. B., Yuan X., Li X., Tao C., Zhu Z., Zhang H., Suntzeff N. B., Zhou J., Yang J., Orange B., Morris D., Cucchiara A., Giblin T., Klotz A., Staff J., Thierry P., Schmidt B. P., OzGrav, (Deeper DWF, Wider, program Faster, AST3, CAASTRO Collaborations, Tanvir N. R., Levan A. J., Cano Z., de Ugarte-Postigo A., González-Fernández C., Greiner J., Hjorth J., Irwin M., Krühler T., Mandel I., Milvang-Jensen B., O’Brien P., Rol E., Rosetti S., Rosswog S., Rowlinson A., Steeghs D. T. H., Thöne C. C., Ulaczyk K., Watson D., Bruun S. H., Cutter R., Figuera Jaimes R., Fujii Y. I., Fruchter A. S., Gompertz B., Jakobsson P., Hodosan G., Jèrgensen U. G., Kangas T., Kann D. A., Rabus M., Schrøder S. L., Stanway E. R., Wijers R. A. M. J., The VINROUGE Collaboration, Lipunov V. M., Gorbovskoy E. S., Kornilov V. G., Tyurina N. V., Balanutsa P. V., Kuznetsov A. S., Vlasenko D. M., Podesta R. C., Lopez C., Podesta F., Levato H. O., Saffe C., Mallamaci C. C., Budnev N. M., Gress O. A., Kuvshinov D. A., Gorbunov I. A., Vladimirov V. V., Zimnukhov D. S., Gabovich A. V., Yurkov V. V., Sergienko Yu. P., Rebolo R., Serra-Ricart M., Tlatov A. G., Ishmuhametova Yu. V., MASTER Collaboration, Abe F., Aoki K., Aoki W., Asakura Y., Baar S., Barway S., Bond I. A., Doi M., Finet F., Fujiyoshi T., Furusawa H., Honda S., Itoh R., Kanda N., Kawabata K. S., Kawabata M., Kim J. H., Koshida S., Kuroda D., Lee C.-H., Liu W., Matsubayashi K., Miyazaki S., Morihana K., Morokuma T., Motohara K., Murata K. L., Nagai H., Nagashima H., Nagayama T., Nakaoka T., Nakata F., Ohsawa R., Ohshima T., Ohta K., Okita H., Saito T., Saito Y., Sako S., Sekiguchi Y., Sumi T., Tajitsu A., Takahashi J., Takayama M., Tamura Y., Tanaka I., Tanaka M., Terai T., Tominaga N., Tristram P. J., Uemura M., Utsumi Y., Yamaguchi M. S., Yasuda N., Yoshida M., Zenko T., J-GEM, Adams S. M., Anupama G. C., Bally J., Barway S., Bellm E., Blagorodnova N., Cannella C., Chandra P., Chatterjee D., Clarke T. E., Cobb B. E., Cook D. O., Copperwheat C., De K., Emery S. W. K., Feindt U., Foster K., Fox O. D., Frail D. A., Fremling C., Frohmaier C., Garcia J. A., Ghosh S., Giacintucci S., Goobar A., Gottlieb O., Grefenstette B. W., Hallinan G., Harrison F., Heida M., Helou G., Ho A. Y. Q., Horesh A., Hotokezaka K., Ip W.-H., Itoh R., Jacobs Bob, Jencson J. E., Kasen D., Kasliwal M. M., Kassim N. E., Kim H., Kiran B. S., Kuin N. P. M., Kulkarni S. R., Kupfer T., Lau R. M., Madsen K., Mazzali P. A., Miller A. A., Miyasaka H., Mooley K., Myers S. T., Nakar E., Ngeow C.-C., Nugent P., Ofek E. O., Palliyaguru N., Pavana M., Perley D. A., Peters W. M., Pike S., Piran T., Qi H., Quimby R. M., Rana J., Rosswog S., Rusu F., Sadler E. M., Van Sistine A., Sollerman J., Xu Y., Yan L., Yatsu Y., Yu P.-C., Zhang C., Zhao W., GROWTH, JAGWAR, Caltech-NRAO, TTU-NRAO, NuSTAR Collaborations, Chambers K. C., Huber M. E., Schultz A. S. B., Bulger J., Flewelling H., Magnier E. A., Lowe T. B., Wainscoat R. J., Waters C., Willman M., Pan-STARRS, Ebisawa K., Hanyu C., Harita S., Hashimoto T., Hidaka K., Hori T., Ishikawa M., Isobe N., Iwakiri W., Kawai H., Kawai N., Kawamuro T., Kawase T., Kitaoka Y., Makishima K., Matsuoka M., Mihara T., Morita T., Morita K., Nakahira S., Nakajima M., Nakamura Y., Negoro H., Oda S., Sakamaki A., Sasaki R., Serino M., Shidatsu M., Shimomukai R., Sugawara Y., Sugita S., Sugizaki M., Tachibana Y., Takao Y., Tanimoto A., Tomida H., Tsuboi Y., Tsunemi H., Ueda Y., Ueno S., Yamada S., Yamaoka K., Yamauchi M., Yatabe F., Yoneyama T., Yoshii T., The MAXI Team, Coward D. M., Crisp H., Macpherson D., Andreoni I., Laugier R., Noysena K., Klotz A., Gendre B., Thierry P., Turpin D., Consortium TZAC, Im M., Choi C., Kim J., Yoon Y., Lim G., Lee S.-K., Lee C.-U., Kim S.-L., Ko S.-W., Joe J., Kwon M.-K., Kim P.-J., Lim S.-K., Choi J.-S., KU Collaboration, Fynbo J. P. U., Malesani D., Xu D., Optical Telescope Nordic, Smartt S. J., Jerkstrand A., Kankare E., Sim S. A., Fraser M., Inserra C., Maguire K., Leloudas G., Magee M., Shingles L. J., Smith K. W., Young D. R., Kotak R., Gal-Yam A., Lyman J. D., Homan D. S., Agliozzo C., Anderson J. P., Angus C. R., Ashall C., Barbarino C., Bauer F. E., Berton M., Botticella M. T., Bulla M., Cannizzaro G., Cartier R., Cikota A., Clark P., De Cia A., Della Valle M., Dennefeld M., Dessart L., Dimitriadis G., Elias-Rosa N., Firth R. E., Flörs A., Frohmaier C., Galbany L., González-Gaitán S., Gromadzki M., Gutiérrez C. P., Hamanowicz A., Harmanen J., Heintz K. E., Hernandez M.-S., Hodgkin S. T., Hook I. M., Izzo L., James P. A., Jonker P. G., Kerzendorf W. E., Kostrzewa-Rutkowska Z., Kromer M., Kuncarayakti H., Lawrence A., Manulis I., Mattila S., McBrien O., Müller A., Nordin J., O’Neill D., Onori F., Palmerio J. T., Pastorello A., Patat F., Pignata G., Podsiadlowski P., Razza A., Reynolds T., Roy R., Ruiter A. J., Rybicki K. A., Salmon L., Pumo M. L., Prentice S. J., Seitenzahl I. R., Smith M., Sollerman J., Sullivan M., Szegedi H., Taddia F., Taubenberger S., Terreran G., Van Soelen B., Vos J., Walton N. A., Wright D. E., Wyrzykowski Ł., Yaron O., ePESSTO&fullauthor=pre="(">ePESSTO pre="(">ePESSTO

Publication year2017

JournalAstrophysical Journal Letters

Volume848

Issue2

Number of pages59

ISSN2041-8205

DOIhttps://doi.org/10.3847/2041-8213/aa91c9

Web address http://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/aa91c9/meta

Self-archived copy’s web addresshttps://research.utu.fi/converis/portal/detail/Publication/28390218


Abstract

On 2017 August 17 a binary neutron star coalescence candidate (later
designated GW170817) with merger time 12:41:04 UTC was observed through
gravitational waves by the Advanced LIGO and Advanced Virgo detectors.
The Fermi Gamma-ray Burst Monitor independently detected a gamma-ray
burst (GRB 170817A) with a time delay of ∼ 1.7 {{s}} with respect to
the merger time. From the gravitational-wave signal, the source was
initially localized to a sky region of 31 deg2 at a
luminosity distance of {40}-8+8 Mpc and with
component masses consistent with neutron stars. The component masses
were later measured to be in the range 0.86 to 2.26 {M}ȯ
. An extensive observing campaign was launched across the
electromagnetic spectrum leading to the discovery of a bright optical
transient (SSS17a, now with the IAU identification of AT 2017gfo) in NGC
4993 (at ∼ 40 {{Mpc}}) less than 11 hours after the merger by the
One-Meter, Two Hemisphere (1M2H) team using the 1 m Swope Telescope. The
optical transient was independently detected by multiple teams within an
hour. Subsequent observations targeted the object and its environment.
Early ultraviolet observations revealed a blue transient that faded
within 48 hours. Optical and infrared observations showed a redward
evolution over ∼10 days. Following early non-detections, X-ray and
radio emission were discovered at the transient’s position ∼ 9
and ∼ 16 days, respectively, after the merger. Both the X-ray and
radio emission likely arise from a physical process that is distinct
from the one that generates the UV/optical/near-infrared emission. No
ultra-high-energy gamma-rays and no neutrino candidates consistent with
the source were found in follow-up searches. These observations support
the hypothesis that GW170817 was produced by the merger of two neutron
stars in NGC 4993 followed by a short gamma-ray burst (GRB 170817A) and
a kilonova/macronova powered by the radioactive decay of r-process
nuclei synthesized in the ejecta.


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Last updated on 2024-26-11 at 19:41