Optically targeted search for gravitational waves emitted by core-collapse supernovae during the first and second observing runs of advanced LIGO and advanced Virgo

Abbott B. P.; Abbott R.; Abbott T. D.; Abraham S.; Acernese F.; Ackley K.; Adams C.; Adya V. B.; Affeldt C.; Agathos M.; Agatsuma K.; Aggarwal N.; Aguiar O. D.; Aiello L.; Ain A.; Ajith P.; Allen G.; Allocca A.; Aloy M. A.; Altin P. A.; Amato A.; Anand S.; Ananyeva A.; Anderson S. B.; Anderson W. G.; Angelova S. V.; Antier S.; Appert S.; Arai K.; Araya M. C.; Areeda J. S.; Arene M.; Arnaud N.; Aronson S. M.; Ascenzi S.; Ashton G.; Aston S. M.; Astone P.; Aubin F.; Aufmuth P.; Aultoneal K.; Austin C.; Avendano V.; Avila-Alvarez A.; Babak S.; Bacon P.; Badaracco F.; Bader M. K. M.; Bae S.; Baird J.; Baker P. T.; Baldaccini F.; Ballardin G.; Ballmer S. W.; Bals A.; Banagiri S.; Barayoga J. C.; Barbieri C.; Barclay S. E.; Barish B. C.; Barker D.; Barkett K.; Barnum S.; Barone F.; Barr B.; Barsotti L.; Barsuglia M.; Barta D.; Bartlett J.; Bartos I.; Bassiri R.; Basti A.; Bawaj M.; Bayley J. C.; Bazzan M.; Becsy B.; Bejger M.; Belahcene I.; Bell A. S.; Beniwal D.; Benjamin M. G.; Bergmann G.; Bernuzzi S.; Berry C. P. L.; Bersanetti D.; Bertolini A.; Betzwieser J.; Bhandare R.; Bidler J.; Biggs E.; Bilenko I. A.; Bilgili S. A.; Billingsley G.; Birney R.; Birnholtz O.; Biscans S.; Bischi M.; Biscoveanu S.; Bisht A.; Bitossi M.; Bizouard M. A.; Blackburn J. K.; Blackman J.; Blair C. D.; Blair D. G.; Blair R. M.; Bloemen S.; Bobba F.; Bode N.; Boer M.; Boetzel Y.; Bogaert G.; Bondu F.; Bonnand R.; Booker P.; Boom B. A.; Bork R.; Boschi V.; Bose S.; Bossilkov V.; Bosveld J.; Bouffanais Y.; Bozzi A.; Bradaschia C.; Brady P. R.; Bramley A.; Branchesi M.; Brau J. E.; Breschi M.; Briant T.; Briggs J. H.; Brighenti F.; Brillet A.; Brinkmann M.; Brockill P.; Brooks A. F.; Brooks J.; Brown D. D.; Brunett S.; Buikema A.; Bulik T.; Bulten H. J.; Buonanno A.; Buskulic D.; Buy C.; Byer R. L.; Cabero M.; Cadonati L.; Cagnoli G.; Cahillane C.; Bustillo J. C.; Callister T. A.; Calloni E.; Camp J. B.; Campbell W. A.; Canepa M.; Cannon K. C.; Cao H.; Cao J.; Carapella G.; Carbognani F.; Caride S.; Carney M. F.; Carullo G.; Diaz J. C.; Casentini C.; Caudill S.; Cavaglia M.; Cavalier F.; Cavalieri R.; Cella G.; Cerda-Duran P.; Cesarini E.; Chaibi O.; Chakravarti K.; Chamberlin S. J.; Chan M.; Chao S.; Charlton P.; Chase E. A.; Chassande-Mottin E.; Chatterjee D.; Chaturvedi M.; Cheeseboro B. D.; Chen H. Y.; Chen X.; Chen Y.; Cheng H. -P.; Cheong C. K.; Chia H. Y.; Chiadini F.; Chincarini A.; Chiummo A.; Cho G.; Cho H. S.; Cho M.; Christensen N.; Chu Q.; Chua S.; Chung K. W.; Chung S.; Ciani G.; Cieslar M.; Ciobanu A. A.; Ciolfi R.; Cipriano F.; Cirone A.; Clara F.; Clark J. A.; Clearwater P.; Cleva F.; Coccia E.; Cohadon P. -F.; Cohen D.; Colleoni M.; Collette C. G.; Collins C.; Colpi M.; Cominsky L. R.; Constancio M.; Conti L.; Cooper S. J.; Corban P.; Corbitt T. R.; Cordero-Carrion I.; Corezzi S.; Corley K. R.; Cornish N.; Corre D.; Corsi A.; Cortese S.; Costa C. A.; Cotesta R.; Coughlin M. W.; Coughlin S. B.; Coulon J. -P.; Countryman S. T.; Couvares P.; Covas P. B.; Cowan E. E.; Coward D. M.; Cowart M. J.; Coyne D. C.; Coyne R.; Creighton J. D. E.; Creighton T. D.; Cripe J.; Croquette M.; Crowder S. G.; Cullen T. J.; Cumming A.; Cunningham L.; Cuoco E.; Canton T. D.; Dalya G.; D'Angelo B.; Danilishin S. L.; D'Antonio S.; Danzmann K.; Dasgupta A.; Costa C. F. D. S.; Datrier L. E. H.; Dattilo V.; Dave I.; Davier M.; Davis D.; Daw E. J.; Debra D.; Deenadayalan M.; Degallaix J.; De Laurentis M.; Deleglise S.; Del Pozzo W.; Demarchi L. M.; Demos N.; Dent T.; De Pietri R.; De Rosa R.; De Rossi C.; Desalvo R.; De Varona O.; Dhurandhar S.; Diaz M. C.; Dietrich T.; Di Fiore L.; Difronzo C.; Di Giorgio C.; Di Giovanni F.; Di Giovanni M.; Di Girolamo T.; Di Lieto A.; Ding B.; Di Pace S.; Di Palma I.; Di Renzo F.; Divakarla A. K.; Dmitriev A.; Doctor Z.; Donovan F.; Dooley K. L.; Doravari S.; Dorrington I.; Downes T. P.; Drago M.; Driggers J. C.; Du Z.; Ducoin J. -G.; Dupej P.; Durante O.; Dwyer S. E.; Easter P. J.; Eddolls G.; Edo T. B.; Effler A.; Ehrens P.; Eichholz J.; Eikenberry S. S.; Eisenmann M.; Eisenstein R. A.; Errico L.; Essick R. C.; Estelles H.; Estevez D.; Etienne Z. B.; Etzel T.; Evans M.; Evans T. M.; Fafone V.; Fairhurst S.; Fan X.; Farinon S.; Farr B.; Farr W. M.; Fauchon-Jones E. J.; Favata M.; Fays M.; Fazio M.; Fee C.; Feicht J.; Fejer M. M.; Feng F.; Fernandez-Galiana A.; Ferrante I.; Ferreira E. C.; Ferreira T. A.; Fidecaro F.; Fiori I.; Fiorucci D.; Fishbach M.; Fisher R. P.; Fishner J. M.; Fittipaldi R.; Fitz-Axen M.; Fiumara V.; Flaminio R.; Fletcher M.; Floden E.; Flynn E.; Fong H.; Font J. A.; Forsyth P. W. F.; Fournier J. -D.; Vivanco F. H.; Frasca S.; Frasconi F.; Frei Z.; Freise A.; Frey R.; Frey V.; Fritschel P.; Frolov V. V.; Fronze G.; Fulda P.; Fyffe M.; Gabbard H. A.; Gadre B. U.; Gaebel S. M.; Gair J. R.; Gammaitoni L.; Gaonkar S. G.; Garcia-Quiros C.; Garufi F.; Gateley B.; Gaudio S.; Gaur G.; Gayathri V.; Gemme G.; Genin E.; Gennai A.; George D.; George J.; Gergely L.; Ghonge S.; Ghosh A.; Ghosh A.; Ghosh S.; Giacomazzo B.; Giaime J. A.; Giardina K. D.; Gibson D. R.; Gill K.; Glover L.; Gniesmer J.; Godwin P.; Goetz E.; Goetz R.; Goncharov B.; Gonzalez G.; Castro J. M. G.; Gopakumar A.; Gossan S. E.; Gosselin M.; Gouaty R.; Grace B.; Grado A.; Granata M.; Grant A.; Gras S.; Grassia P.; Gray C.; Gray R.; Greco G.; Green A. C.; Green R.; Gretarsson E. M.; Grimaldi A.; Grimm S. J.; Groot P.; Grote H.; Grunewald S.; Gruning P.; Guidi G. M.; Gulati H. K.; Guo Y.; Gupta A.; Gupta A.; Gupta P.; Gustafson E. K.; Gustafson R.; Haegel L.; Halim O.; Hall B. R.; Hall E. D.; Hamilton E. Z.; Hammond G.; Haney M.; Hanke M. M.; Hanks J.; Hanna C.; Hannam M. D.; Hannuksela O. A.; Hansen T. J.; Hanson J.; Harder T.; Hardwick T.; Haris K.; Harms J.; Harry G. M.; Harry I. W.; Hasskew R. K.; Haster C. J.; Haughian K.; Hayes F. J.; Healy J.; Heidmann A.; Heintze M. C.; Heitmann H.; Hellman F.; Hello P.; Hemming G.; Hendry M.; Heng I. S.; Hennig J.; Heurs M.; Hild S.; Hinderer T.; Hochheim S.; Hofman D.; Holgado A. M.; Holland N. A.; Holt K.; Holz D. E.; Hopkins P.; Horst C.; Hough J.; Howell E. J.; Hoy C. G.; Huang Y.; Hubner M. T.; Huerta E. A.; Huet D.; Hughey B.; Hui V.; Husa S.; Huttner S. H.; Huynh-Dinh T.; Idzkowski B.; Iess A.; Inchauspe H.; Ingram C.; Inta R.; Intini G.; Irwin B.; Isa H. N.; Isac J. -M.; Isi M.; Iyer B. R.; Jacqmin T.; Jadhav S. J.; Jani K.; Janthalur N. N.; Jaranowski P.; Jariwala D.; Jenkins A. C.; Jiang J.; Johnson D. S.; Jones A. W.; Jones D. I.; Jones J. D.; Jones R.; Jonker R. J. G.; Ju L.; Junker J.; Kalaghatgi C. V.; Kalogera V.; Kamai B.; Kandhasamy S.; Kang G.; Kanner J. B.; Kapadia S. J.; Karki S.; Kashyap R.; Kasprzack M.; Katsanevas S.; Katsavounidis E.; Katzman W.; Kaufer S.; Kawabe K.; Keerthana N. V.; Kefelian F.; Keitel D.; Kennedy R.; Key J. S.; Khalili F. Y.; Khan I.; Khan S.; Khazanov E. A.; Khetan N.; Khursheed M.; Kijbunchoo N.; Kim C.; Kim J. C.; Kim K.; Kim W.; Kim W. S.; Kim Y. -M.; Kimball C.; King P. J.; Kinley-Hanlon M.; Kirchhoff R.; Kissel J. S.; Kleybolte L.; Klika J. H.; Klimenko S.; Knowles T. D.; Koch P.; Koehlenbeck S. M.; Koekoek G.; Koley S.; Kondrashov V.; Kontos A.; Koper N.; Korobko M.; Korth W. Z.; Kovalam M.; Kozak D. B.; Kramer C.; Kringel V.; Krishnendu N.; Krolak A.; Krupinski N.; Kuehn G.; Kumar A.; Kumar P.; Kumar R.; Kumar R.; Kuo L.; Kutynia A.; Kwang S.; Lackey B. D.; Laghi D.; Lai K. H.; Lam T. L.; Landry M.; Lane B. B.; Lang R. N.; Lange J.; Lantz B.; Lanza R. K.; Lartaux-Vollard A.; Lasky P. D.; Laxen M.; Lazzarini A.; Lazzaro C.; Leaci P.; Leavey S.; Lecoeuche Y. K.; Lee C. H.; Lee H. K.; Lee H. M.; Lee H. W.; Lee J.; Lee K.; Lehmann J.; Lenon A. K.; Leroy N.; Letendre N.; Levin Y.; Li A.; Li J.; Li K. J. L.; Li T. G. F.; Li X.; Lin F.; Linde F.; Linker S. D.; Littenberg T. B.; Liu J.; Liu X.; Llorens-Monteagudo M.; Lo R. K. L.; London L. T.; Longo A.; Lorenzini M.; Loriette V.; Lormand M.; Losurdo G.; Lough J. D.; Lousto C. O.; Lovelace G.; Lower M. E.; Luck H.; Lumaca D.; Lundgren A. P.; Lynch R.; Ma Y.; MacAs R.; MacFoy S.; MacInnis M.; MacLeod D. M.; MacQuet A.; Hernandez I. M.; Magana-Sandoval F.; Magee R. M.; Majorana E.; Maksimovic I.; Malik A.; Man N.; Mandic V.; Mangano V.; Mansell G. L.; Manske M.; Mantovani M.; Mapelli M.; Marchesoni F.; Marion F.; Marka S.; Marka Z.; Markakis C.; Markosyan A. S.; Markowitz A.; Maros E.; Marquina A.; Marsat S.; Martelli F.; Martin I. W.; Martin R. M.; Martinez V.; Martynov D. V.; Masalehdan H.; Mason K.; Massera E.; Masserot A.; Massinger T. J.; Masso-Reid M.; Mastrogiovanni S.; Matas A.; Matichard F.; Matone L.; Mavalvala N.; McCann J. J.; McCarthy R.; McClelland D. E.; McCormick S.; McCuller L.; McGuire S. C.; McIsaac C.; McIver J.; McManus D. J.; McRae T.; McWilliams S. T.; Meacher D.; Meadors G. D.; Mehmet M.; Mehta A. K.; Meidam J.; Villa E. M.; Melatos A.; Mendell G.; Mercer R. A.; Mereni L.; Merfeld K.; Merilh E. L.; Merzougui M.; Meshkov S.; Messenger C.; Messick C.; Messina F.; Metzdorff R.; Meyers P. M.; Meylahn F.; Miani A.; Miao H.; Michel C.; Middleton H.; Milano L.; Miller A. L.; Millhouse M.; Mills J. C.; Milovich-Goff M. C.; Minazzoli O.; Minenkov Y.; Mishkin A.; Mishra C.; Mistry T.; Mitra S.; Mitrofanov V. P.; Mitselmakher G.; Mittleman R.; Mo G.; Moffa D.; Mogushi K.; Mohapatra S. R. P.; Molina-Ruiz M.; Mondin M.; Montani M.; Moore C. J.; Moraru D.; Morawski F.; Moreno G.; Morisaki S.; Mours B.; Mow-Lowry C. M.; Muciaccia F.; Mukherjee A.; Mukherjee D.; Mukherjee S.; Mukherjee S.; Mukund N.; Mullavey A.; Munch J.; Muniz E. A.; Muratore M.; Murray P. G.; Nardecchia I.; Naticchioni L.; Nayak R. K.; Neil B. F.; Neilson J.; Nelemans G.; Nelson T. J. N.; Nery M.; Neunzert A.; Nevin L.; Ng K. Y.; Ng S.; Nguyen C.; Nguyen P.; Nichols D.; Nichols S. A.; Nissanke S.; Nocera F.; North C.; Nuttall L. K.; Obergaulinger M.; Oberling J.; O'Brien B. D.; Oganesyan G.; Ogin G. H.; Oh J. J.; Oh S. H.; Ohme F.; Ohta H.; Okada M. A.; Oliver M.; Oppermann P.; Oram R. J.; O'Reilly B.; Ormiston R. G.; Ortega L. F.; O'Shaughnessy R.; Ossokine S.; Ottaway D. J.; Overmier H.; Owen B. J.; Pace A. E.; Pagano G.; Page M. A.; Pagliaroli G.; Pai A.; Pai S. A.; Palamos J. R.; Palashov O.; Palomba C.; Pan H.; Panda P. K.; Pang P. T. H.; Pankow C.; Pannarale F.; Pant B. C.; Paoletti F.; Paoli A.; Parida A.; Parker W.; Pascucci D.; Pasqualetti A.; Passaquieti R.; Passuello D.; Patil M.; Patricelli B.; Payne E.; Pearlstone B. L.; Pechsiri T. C.; Pedersen A. J.; Pedraza M.; Pedurand R.; Pele A.; Penn S.; Perego A.; Perez C. J.; Perigois C.; Perreca A.; Petermann J.; Pfeiffer H. P.; Phelps M.; Phukon K. S.; Piccinni O. J.; Pichot M.; Piergiovanni F.; Pierro V.; Pillant G.; Pinard L.; Pinto I.; Pirello M.; Pitkin M.; Plastino W.; Poggiani R.; Pong D. Y. T.; Ponrathnam S.; Popolizio P.; Porter E. K.; Powell J.; Prajapati A. K.; Prasad J.; Prasai K.; Prasanna R.; Pratten G.; Prestegard T.; Principe M.; Prodi G. A.; Prokhorov L.; Punturo M.; Puppo P.; Purrer M.; Qi H.; Quetschke V.; Quinonez P. J.; Raab F. J.; Raaijmakers G.; Radkins H.; Radulesco N.; Raffai P.; Raja S.; Rajan C.; Rajbhandari B.; Rakhmanov M.; Ramirez K. E.; Ramos-Buades A.; Rana J.; Rao K.; Rapagnani P.; Raymond V.; Razzano M.; Read J.; Regimbau T.; Rei L.; Reid S.; Reitze D. H.; Rettegno P.; Ricci F.; Richardson C. J.; Richardson J. W.; Ricker P. M.; Riemenschneider G.; Riles K.; Rizzo M.; Robertson N. A.; Robinet F.; Rocchi A.; Rolland L.; Rollins J. G.; Roma V. J.; Romanelli M.; Romano R.; Romel C. L.; Romie J. H.; Rose C. A.; Rose D.; Rose K.; Rosinska D.; Rosofsky S. G.; Ross M. P.; Rowan S.; Rudiger A.; Ruggi P.; Rutins G.; Ryan K.; Sachdev S.; Sadecki T.; Sakellariadou M.; Salafia O. S.; Salconi L.; Saleem M.; Samajdar A.; Sammut L.; Sanchez E. J.; Sanchez L. E.; Sanchis-Gual N.; Sanders J. R.; Santiago K. A.; Santos E.; Sarin N.; Sassolas B.; Sauter O.; Savage R. L.; Schale P.; Scheel M.; Scheuer J.; Schmidt P.; Schnabel R.; Schofield R. M. S.; Schonbeck A.; Schreiber E.; Schulte B. W.; Schutz B. F.; Scott J.; Scott S. M.; Seidel E.; Sellers D.; Sengupta A. S.; Sennett N.; Sentenac D.; Sequino V.; Sergeev A.; Setyawati Y.; Shaddock D. A.; Shaffer T.; Shahriar M. S.; Shaner M. B.; Sharma A.; Sharma P.; Shawhan P.; Shen H.; Shink R.; Shoemaker D. H.; Shoemaker D. M.; Shukla K.; Shyamsundar S.; Siellez K.; Sieniawska M.; Sigg D.; Singer L. P.; Singh D.; Singh N.; Singhal A.; Sintes A. M.; Sitmukhambetov S.; Skliris V.; Slagmolen B. J. J.; Slaven-Blair T. J.; Smith J. R.; Smith R. J. E.; Somala S.; Son E. J.; Soni S.; Sorazu B.; Sorrentino F.; Souradeep T.; Sowell E.; Spencer A. P.; Spera M.; Srivastava A. K.; Srivastava V.; Staats K.; Stachie C.; Standke M.; Steer D. A.; Steinke M.; Steinlechner J.; Steinlechner S.; Steinmeyer D.; Stevenson S. P.; Stocks D.; Stone R.; Stops D. J.; Strain K. A.; Stratta G.; Strigin S. E.; Strunk A.; Sturani R.; Stuver A. L.; Sudhir V.; Summerscales T. Z.; Sun L.; Sunil S.; Sur A.; Suresh J.; Sutton P. J.; Swinkels B. L.; Szczepanczyk M. J.; Tacca M.; Tait S. C.; Talbot C.; Tanner D. B.; Tao D.; Tapai M.; Tapia A.; Tasson J. D.; Taylor R.; Tenorio R.; Terkowski L.; Thomas M.; Thomas P.; Thondapu S. R.; Thorne K. A.; Thrane E.; Tiwari S.; Tiwari S.; Tiwari V.; Toland K.; Tonelli M.; Tornasi Z.; Torres-Forne A.; Torrie C. I.; Toyra D.; Travasso F.; Traylor G.; Tringali M. C.; Tripathee A.; Trovato A.; Trozzo L.; Tsang K. W.; Tse M.; Tso R.; Tsukada L.; Tsuna D.; Tsutsui T.; Tuyenbayev D.; Ueno K.; Ugolini D.; Unnikrishnan C. S.; Urban A. L.; Usman S. A.; Vahlbruch H.; Vajente G.; Valdes G.; Valentini 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.; Vanheijningen J. V.; Van Veggel A. A.; Vardaro M.; Varma V.; Vass S.; Vasuth M.; Vecchio A.; Vedovato G.; Veitch J.; Veitch P. J.; Venkateswara K.; Venugopalan G.; Verkindt D.; Vetrano F.; Vicere A.; Viets A. D.; Vinciguerra S.; Vine D. J.; Vinet J. -Y.; Vitale S.; Vo T.; Vocca H.; Vorvick C.; Vyatchanin S. P.; Wade A. R.; Wade L. E.; Wade M.; Walet R.; Walker M.; Wallace L.; Walsh S.; Wang H.; Wang J. Z.; Wang S.; Wang W. H.; Wang Y. F.; Ward R. L.; Warden Z. A.; Warner J.; Was M.; Watchi J.; Weaver B.; Wei L. -W.; Weinert M.; Weinstein A. J.; Weiss R.; Wellmann F.; Wen L.; Wessel E. K.; Wessels P.; Westhouse J. W.; Wette K.; Whelan J. T.; Whiting B. F.; Whittle C.; Wilken D. M.; Williams D.; Williamson A. R.; Willis J. L.; Willke B.; Winkler W.; Wipf C. C.; Wittel H.; Woan G.; Woehler J.; Wofford J. K.; Wright J. L.; Wu D. S.; Wysocki D. M.; Xiao S.; Xu R.; Yamamoto H.; Yancey C. C.; Yang L.; Yang Y.; Yang Z.; Yap M. J.; Yazback M.; Yeeles D. W.; Yu H.; Yu H.; Yuen S. H. R.; Zadrozny A. K.; Zadrozny A.; Zanolin M.; Zelenova T.; Zendri J. -P.; Zevin M.; Zhang J.; Zhang L.; Zhang T.; Zhao C.; Zhao G.; Zhou M.; Zhou Z.; Zhu X. J.; Zucker M. E.; Zweizig J.; Holoien T. W. -S.; Kochanek C. S.; Prieto J. L.; Shappee B. J.; Stanek K. Z.; Haislip J.; Kouprianov V.; Reichart D. E.; Sand D. J.; Tartaglia L.; Valenti S.; Wyatt S.; Yang S.; Salemi F.

doi:10.1103/PhysRevD.101.084002

We present the results from a search for gravitational-wave transients associated with core-collapse supernovae observed within a source distance of approximately 20 Mpc during the first and second observing runs of Advanced LIGO and Advanced Virgo. No significant gravitational-wave candidate was detected. We report the detection efficiencies as a function of the distance for waveforms derived from multidimensional numerical simulations and phenomenological extreme emission models. The sources with neutrino-driven explosions are detectable at the distances approaching 5 kpc, and for magnetorotationally driven explosions the distances are up to 54 kpc. However, waveforms for extreme emission models are detectable up to 28 Mpc. For the first time, the gravitational-wave data enabled us to exclude part of the parameter spaces of two extreme emission models with confidence up to 83%, limited by coincident data coverage. Besides, using ad hoc harmonic signals windowed with Gaussian envelopes, we constrained the gravitational-wave energy emitted during core collapse at the levels of 4.27×10-4 M·c2 and 1.28×10-1 M·c2 for emissions at 235 and 1304 Hz, respectively. These constraints are 2 orders of magnitude more stringent than previously derived in the corresponding analysis using initial LIGO, initial Virgo, and GEO 600 data.