Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger
Authors: 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. , Arain M. A. , 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. , Barton M. A. , Bartos I. , Bassiri R. , Basti A. , Batch J. C. , Baune C. , Bavigadda V. , Bazzan M. , Behnke B. , Bejger M. , Belczynski C. , Bell A. S. , Bell C. J. , Berger B. K. , Bergman J. , Bergmann G. , Berry C. P. L. , Bersanetti D. , Bertolini A. , Betzwieser J. , Bhagwat S. , Bhandare R. , Bilenko I. A. , Billingsley G. , Birch J. , Birney I. A. , 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. , Bodiya T. P. , Boer M. , Bogaert G. , Bogan C. , Bohe A. , Bojtos P. , 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 M. , Brau J. E. , Briant T. , Brillet A. , Brinkmann M. , Brisson V. , Brockill P. , Brooks A. F. , Brown D. A. , Brown D. D. , Brown N. M. , 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. , Bustillo J. Calderón , Callister T. , Calloni E. , Camp J. B. , Cannon K. C. , Cao J. , Capano C. D. , Capocasa E. , Carbognani F. , Caride S. , Diaz J. Casanueva , Casentini C. , Caudill S. , Cavaglià M. , Cavalier F. , Cavalieri R. , Cella G. , Cepeda C. B. , Baiardi L. Cerboni , Cerretani G. , Cesarini E. , Chakraborty R. , Chalermsongsak T. , Chamberlin S. J. , Chan M. , Chao S. , Charlton P. , Chassande-Mottin E. , 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. , Creighton T. D. , Cripe J. , Crowder S. G. , Cruise A. M. , Cumming A. , Cunningham L. , Cuoco E. , Canton T. Dal , Danilishin S. L. , D’Antonio S. , Danzmann K. , Darman N. S. , Da Silva Costa C. F. , Dattilo V. , Dave I. , Daveloza H. P. , 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. , Dereli H. , Dergachev V. , DeRosa R. T. , De Rosa R. , DeSalvo R. , Dhurandhar S. , Díaz M. C. , Di Fiore L. , Di Giovanni M. , Di Lieto A. , Di Pace S. , Di Palma I. , Di Virgilio A. , Dojcinoski G. , Dolique V. , Donovan F. , Dooley K. L. , Doravari S. , Douglas R. , Downes T. P. , Drago M. , Drever R. W. P. , Driggers J. C. , Du Z. , 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. , 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. , Favata M. , Fays M. , Fehrmann H. , Fejer M. M. , Feldbaum D. , Ferrante I. , Ferreira E. C. , Ferrini F. , Fidecaro F. , Finn L. S. , Fiori I. , Fiorucci D. , Fisher R. P. , Flaminio R. , Fletcher M. , Fong H. , Fournier J.-D. , Franco S. , Frasca S. , Frasconi F. , Frede M. , Frei Z. , Freise A. , Frey R. , Frey V. , Fricke T. T. , Fritschel P. , Frolov V. V. , Fulda P. , Fyffe M. , Gabbard H. A. G. , Gair J. R. , Gammaitoni L. , Gaonkar S. G. , Garufi F. , Gatto A. , Gaur G. , Gehrels N. , Gemme G. , Gendre B. , 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. , Gleason J. R. , Goetz E. , Goetz R. , Gondan L. , González G. , Castro J. M. Gonzalez , Gopakumar A. , Gordon N. A. , Gorodetsky M. L. , Gossan S. E. , Gosselin M. , Gouaty R. , Graef C. , Graff P. B. , Granata M. , Grant A. , Gras S. , Gray C. , Greco G. , Green A. C. , Greenhalgh R. J. S. , Groot P. , Grote H. , Grunewald S. , Guidi G. M. , 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 J. , Harry G. M. , Harry I. W. , Hart M. J. , Hartman M. T. , Haster C.-J. , Haughian K. , Healy J. , Heefner J. , Heidmann A. , Heintze M. C. , Heinzel G. , Heitmann H. , Hello P. , Hemming G. , Hendry M. , Heng I. S. , Hennig J. , Heptonstall A. W. , Heurs M. , Hild S. , Hoak D. , Hodge K. A. , Hofman D. , Hollitt S. E. , Holt K. , Holz D. E. , Hopkins P. , Hosken D. J. , 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. , Idrisy A. , Indik N. , Ingram D. R. , Inta R. , Isa H. N. , Isac J.-M. , Isi M. , Islas G. , Isogai T. , Iyer B. R. , Izumi K. , Jacobson M. B. , Jacqmin T. , Jang H. , Jani K. , Jaranowski P. , Jawahar S. , Jiménez-Forteza F. , Johnson W. W. , Johnson-McDaniel N. K. , Jones D. I. , Jones R. , Jonker R. J. G. , Ju L. , Haris K. , Kalaghatgi C. V. , Kalogera V. , Kandhasamy S. , Kang G. , Kanner J. B. , Karki S. , Kasprzack M. , Katsavounidis E. , Katzman W. , Kaufer S. , Kaur T. , Kawabe K. , Kawazoe F. , Kéfélian F. , Kehl M. S. , Keitel D. , Kelley D. B. , Kells W. , Kennedy R. , Keppel D. G. , Key J. S. , Khalaidovski A. , Khalili F. Y. , Khan I. , Khan S. , Khan Z. , Khazanov E. A. , Kijbunchoo N. , Kim C. , Kim J. , Kim K. , Kim Nam-Gyu , Kim Namjun , Kim Y.-M. , King E. J. , King P. J. , Kinzel D. L. , Kissel J. S. , Kleybolte L. , Klimenko S. , Koehlenbeck S. M. , Kokeyama K. , Koley S. , Kondrashov V. , Kontos A. , Koranda S. , Korobko M. , Korth W. Z. , Kowalska I. , Kozak D. B. , Kringel V. , Krishnan B. , Królak A. , Krueger C. , Kuehn G. , Kumar P. , Kumar R. , Kuo L. , Kutynia A. , Kwee P. , Lackey B. D. , Landry M. , Lange J. , Lantz B. , Lasky P. D. , 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. , Levine B. M. , Li T. G. F. , Libson A. , Littenberg T. B. , Lockerbie N. A. , Logue J. , 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. , Luo J. , Lynch R. , Ma Y. , MacDonald T. , Machenschalk B. , MacInnis M. , Macleod D. M. , Magaña-Sandoval F. , Magee R. M. , Mageswaran M. , Majorana E. , Maksimovic I. , Malvezzi V. , Man N. , Mandel I. , 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 F. , Martellini L. , Martin I. W. , Martin R. M. , Martynov D. V. , Marx J. N. , Mason K. , Masserot A. , Massinger T. J. , Masso-Reid M. , Matichard F. , Matone L. , Mavalvala N. , Mazumder N. , Mazzolo G. , McCarthy R. , McClelland D. E. , McCormick S. , McGuire S. C. , McIntyre G. , McIver J. , McManus D. J. , McWilliams S. T. , Meacher D. , Meadors G. D. , Meidam J. , Melatos A. , Mendell G. , Mendoza-Gandara D. , Mercer R. A. , Merilh E. , Merzougui M. , Meshkov S. , Messenger C. , Messick C. , Meyers P. M. , Mezzani F. , Miao H. , Michel C. , Middleton H. , Mikhailov E. E. , Milano L. , 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 M. , Moore B. C. , Moore C. J. , Moraru D. , Moreno G. , Morriss S. R. , Mossavi K. , Mours B. , Mow-Lowry C. M. , Mueller C. L. , 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. , Necula V. , Nedkova K. , Nelemans G. , 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. , Ott C. D. , Ottaway D. J. , Ottens R. S. , Overmier H. , Owen B. J. , Pai A. , Pai S. A. , Palamos J. R. , Palashov O. , Palomba C. , Pal-Singh A. , Pan H. , Pan Y. , 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. , Pfeiffer H. P. , Phelps M. , Piccinni O. , Pichot M. , Pickenpack M. , Piergiovanni F. , Pierro V. , Pillant G. , Pinard L. , Pinto I. M. , Pitkin M. , Poeld J. H. , Poggiani R. , Popolizio P. , Post A. , Powell J. , Prasad J. , Predoi V. , Premachandra S. S. , 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. , Quetschke V. , Quintero E. A. , Quitzow-James R. , Raab F. J. , Rabeling D. S. , Radkins H. , Raffai P. , Raja S. , Rakhmanov M. , Ramet C. R. , 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. , Robertson N. A. , Robie R. , Robinet F. , Rocchi A. , Rolland L. , Rollins J. G. , Roma V. J. , Romano J. D. , Romano R. , Romanov G. , Romie J. H. , Rosińska D. , Rowan S. , Rüdiger A. , Ruggi P. , Ryan K. , Sachdev S. , Sadecki T. , Sadeghian L. , Salconi L. , Saleem M. , Salemi F. , Samajdar A. , Sammut L. , Sampson L. M. , Sanchez E. J. , Sandberg V. , Sandeen B. , Sanders G. H. , Sanders J. R. , Sassolas B. , Sathyaprakash B. S. , Saulson P. R. , Sauter O. , 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. , Serna G. , Setyawati Y. , Sevigny A. , Shaddock D. A. , Shaffer T. , Shah S. , Shahriar M. S. , Shaltev M. , Shao Z. , Shapiro B. , Shawhan P. , Sheperd A. , Shoemaker D. H. , Shoemaker D. M. , Siellez K. , Siemens X. , Sigg D. , Silva A. D. , Simakov D. , Singer A. , Singer L. P. , Singh A. , Singh R. , Singhal A. , Sintes A. M. , Slagmolen B. J. J. , Smith J. R. , Smith M. 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 G. , Strauss N. A. , Strigin S. , Sturani R. , Stuver A. L. , Summerscales T. Z. , Sun L. , 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. , Tomlinson C. , Tonelli M. , 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 Heijningen J. V. , 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 F. , Viceré A. , Vinciguerra S. , Vine D. J. , Vinet J.-Y. , Vitale S. , Vo T. , Vocca H. , Vorvick C. , Voss D. , Vousden W. D. , Vyatchanin S. P. , Wade A. R. , Wade L. E. , Wade M. , Waldman S. J. , Walker M. , Wallace L. , Walsh S. , Wang G. , Wang H. , Wang M. , Wang X. , Wang Y. , Ward H. , Ward R. L. , Warner J. , Was M. , Weaver B. , Wei L.-W. , Weinert M. , Weinstein A. J. , Weiss R. , Welborn T. , Wen L. , Weßels P. , Westphal T. , Wette K. , Whelan J. T. , Whitcomb S. E. , White D. J. , Whiting B. F. , Wiesner K. , Wilkinson C. , Willems P. A. , Williams L. , Williams R. D. , Williamson A. R. , Willis J. L. , Willke B. , Wimmer M. H. , Winkelmann L. , Winkler W. , Wipf C. C. , Wiseman A. G. , Wittel H. , Woan G. , Worden J. , Wright J. L. , Wu G. , Yablon J. , Yakushin I. , Yam W. , Yamamoto H. , Yancey C. C. , Yap M. J. , Yu H. , Yvert M. , Zadrożny A. , Zangrando L. , Zanolin M. , Zendri J.-P. , Zevin M. , Zhang F. , Zhang L. , Zhang M. , Zhang Y. , Zhao C. , Zhou M. , Zhou Z. , Zhu X. J. , Zucker M. E. , Zuraw S. E. , Zweizig J. ,   LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration
Published: February 2016

On September 14, 2015 at 09:50:45 UTC the two detectors of the Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory simultaneously observed a transient gravitational-wave signal. The signal sweeps upwards in frequency from 35 to 250 Hz with a peak gravitational-wave strain of 1.0×10−21. It matches the waveform predicted by general relativity for the inspiral and merger of a pair of black holes and the ringdown of the resulting single black hole. The signal was observed with a matched-filter signal-to-noise ratio of 24 and a false alarm rate estimated to be less than 1 event per 203 000 years, equivalent to a significance greater than 5.1σ. The source lies at a luminosity distance of 410−180+160  Mpc corresponding to a redshift z=0.09−0.04+0.03. In the source frame, the initial black hole masses are 36−4+5M⊙ and 29−4+4M⊙, and the final black hole mass is 62−4+4M⊙, with 3.0−0.5+0.5M⊙c2 radiated in gravitational waves. All uncertainties define 90% credible intervals. These observations demonstrate the existence of binary stellar-mass black hole systems. This is the first direct detection of gravitational waves and the first observation of a binary black hole merger.

Published by the American Physical Society
2016