Upper Limits on Gravitational Waves from Scorpius X-1 from a Model-based Cross-correlation Search in Advanced LIGO Data
Authors: Abbott 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. , 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. , Aufmuth P. , Aulbert C. , AultONeal K. , 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. , Barone F. , Barr B. , Barsotti L. , Barsuglia M. , Barta D. , Bartlett J. , Bartos I. , Bassiri R. , Basti A. , Batch J. C. , Baune C. , Bawaj M. , Bazzan M. , Bécsy B. , Beer C. , Bejger M. , Belahcene I. , 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. , Billman C. R. , Birch J. , Birney R. , Birnholtz O. , Biscans S. , Bisht A. , Bitossi M. , Biwer C. , Bizouard M. A. , Blackburn J. K. , Blackman J. , Blair C. D. , Blair D. G. , Blair R. M. , Bloemen S. , Bock O. , Bode N. , Boer M. , Bogaert G. , Bohe A. , 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. , 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. , Bustillo J. Calderón , Callister T. A. , Calloni E. , Camp J. B. , Canepa M. , Canizares P. , Cannon K. C. , Cao H. , Cao J. , Capano C. D. , Capocasa E. , Carbognani F. , Caride S. , Carney M. F. , 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. , Chamberlin S. J. , Chan M. , Chao S. , Charlton P. , Chassande-Mottin E. , Chatterjee D. , Chatziioannou K. , Cheeseboro B. D. , Chen H. Y. , Chen Y. , Cheng H.-P. , Chincarini A. , Chiummo A. , Chmiel T. , Cho H. S. , Cho M. , Chow J. H. , Christensen N. , Chu Q. , Chua A. J. K. , Chua S. , Chung A. K. W. , Chung S. , Ciani G. , Ciolfi R. , Cirelli C. E. , Cirone A. , Clara F. , Clark J. A. , Cleva F. , Cocchieri C. , Coccia E. , Cohadon P.-F. , Colla A. , Collette C. G. , Cominsky L. R. , Constancio Jr. M. , Conti L. , Cooper S. J. , Corban P. , Corbitt T. R. , Corley K. R. , Cornish N. , Corsi A. , Cortese S. , Costa C. A. , 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. , Crowder S. G. , Cullen T. J. , Cumming A. , Cunningham L. , Cuoco E. , Canton T. Dal , Danilishin S. L. , D’Antonio S. , Danzmann K. , Dasgupta A. , Da Silva Costa C. F. , Dattilo V. , Dave I. , Davier M. , Davis D. , Daw E. J. , Day B. , De S. , DeBra D. , Deelman E. , Degallaix J. , Laurentis M. De , Deléglise S. , Pozzo W. Del , Denker T. , Dent T. , Dergachev V. , Rosa R. De , DeRosa R. T. , DeSalvo R. , Devenson J. , Devine R. C. , Dhurandhar S. , Díaz M. C. , Fiore L. Di , Giovanni M. Di , Girolamo T. Di , Lieto A. Di , Pace S. Di , Palma I. Di , Renzo F. Di , Doctor Z. , Dolique V. , Donovan F. , Dooley K. L. , Doravari S. , Dorrington I. , Douglas R. , Álvarez M. Dovale , Downes T. P. , Drago M. , Drever R. W. P. , Driggers J. C. , Du Z. , Ducrot M. , Duncan J. , Dwyer S. E. , Edo T. B. , Edwards M. C. , Effler A. , Eggenstein H.-B. , Ehrens P. , Eichholz J. , Eikenberry S. S. , Eisenstein R. A. , Essick R. C. , Etienne Z. B. , Etzel T. , Evans M. , Evans T. M. , Factourovich M. , Fafone V. , Fair H. , Fairhurst S. , Fan X. , Farinon S. , Farr B. , Farr W. M. , Fauchon-Jones E. J. , Favata M. , Fays M. , Fehrmann H. , Feicht J. , Fejer M. M. , Fernandez-Galiana A. , Ferrante I. , Ferreira E. C. , Ferrini F. , Fidecaro F. , Fiori I. , Fiorucci D. , Fisher R. P. , Flaminio R. , Fletcher M. , Fong H. , Forsyth P. W. F. , Forsyth S. S. , Fournier J.-D. , Frasca S. , Frasconi F. , Frei Z. , Freise A. , Frey R. , Frey V. , Fries E. M. , Fritschel P. , Frolov V. V. , Fulda P. , Fyffe M. , Gabbard H. , Gabel M. , Gadre B. U. , Gaebel S. M. , Gair J. R. , Galloway D. K. , Gammaitoni L. , Ganija M. R. , Gaonkar S. G. , Garufi F. , Gaudio S. , Gaur G. , Gayathri V. , Gehrels N. , Gemme G. , Genin E. , Gennai A. , George D. , George J. , Gergely L. , Germain V. , Ghonge S. , Ghosh Abhirup , Ghosh Archisman , Ghosh S. , Giaime J. A. , Giardina K. D. , Giazotto A. , Gill K. , Glover L. , Goetz E. , Goetz R. , Gomes S. , González G. , Castro J. M. Gonzalez , Gopakumar A. , Gorodetsky M. L. , Gossan S. E. , Gosselin M. , Gouaty R. , Grado A. , Graef C. , Granata M. , Grant A. , Gras S. , Gray C. , Greco G. , Green A. C. , Groot P. , Grote H. , Grunewald S. , Gruning P. , Guidi G. M. , Guo X. , Gupta A. , Gupta M. K. , Gushwa K. E. , Gustafson E. K. , Gustafson R. , Hall B. R. , Hall E. D. , Hammond G. , Haney M. , Hanke M. M. , Hanks J. , Hanna C. , Hannuksela O. A. , Hanson J. , Hardwick T. , Harms J. , Harry G. M. , Harry I. W. , Hart M. J. , 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. , Horst C. , Hough J. , Houston E. A. , Howell E. J. , Hu Y. M. , Huerta E. A. , Huet D. , Hughey B. , Husa S. , Huttner S. H. , Huynh-Dinh T. , Indik N. , Ingram D. R. , Inta R. , Intini G. , Isa H. N. , Isac J.-M. , Isi M. , Iyer B. R. , Izumi K. , Jacqmin T. , Jani K. , Jaranowski P. , Jawahar S. , Jiménez-Forteza F. , Johnson W. W. , Jones D. I. , Jones R. , Jonker R. J. G. , Ju L. , Junker J. , Kalaghatgi C. V. , Kalogera V. , Kandhasamy S. , Kang G. , Kanner J. B. , Karki S. , Karvinen K. S. , Kasprzack M. , Katolik M. , Katsavounidis E. , Katzman W. , Kaufer S. , Kawabe K. , Kéfélian F. , Keitel D. , Kemball A. J. , Kennedy R. , Kent C. , Key J. S. , Khalili F. Y. , Khan I. , Khan S. , Khan Z. , Khazanov E. A. , Kijbunchoo N. , Kim Chunglee , Kim J. C. , Kim W. , Kim W. S. , Kim Y.-M. , Kimbrell S. J. , King E. J. , King P. J. , Kirchhoff R. , Kissel J. S. , Kleybolte L. , Klimenko S. , Koch P. , Koehlenbeck S. M. , Koley S. , Kondrashov V. , Kontos A. , Korobko M. , Korth W. Z. , Kowalska I. , Kozak D. B. , Krämer C. , Kringel V. , Krishnan B. , Królak A. , Kuehn G. , Kumar P. , Kumar R. , Kumar S. , Kuo L. , Kutynia A. , Kwang S. , Lackey B. D. , Lai K. H. , Landry M. , 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. , Lee C. H. , Lee H. K. , Lee H. M. , Lee H. W. , Lee K. , Lehmann J. , Lenon A. , Leonardi M. , Leroy N. , Letendre N. , Levin Y. , Li T. G. F. , Libson A. , Littenberg T. B. , Liu J. , Lo R. K. L. , Lockerbie N. A. , London L. T. , Lord J. E. , Lorenzini M. , Loriette V. , Lormand M. , Losurdo G. , Lough J. D. , Lousto C. O. , Lovelace G. , Lück H. , Lumaca D. , Lundgren A. P. , Lynch R. , Ma Y. , Macfoy S. , Machenschalk B. , MacInnis M. , Macleod D. M. , Hernandez I. Magaña , Magaña-Sandoval F. , Zertuche L. Magaña , Magee R. M. , Majorana E. , Maksimovic I. , Man N. , Mandic V. , Mangano V. , Mansell G. L. , Manske M. , Mantovani M. , Marchesoni F. , Marion F. , Márka S. , Márka Z. , Markakis C. , Markosyan A. S. , Maros E. , Martelli F. , Martellini L. , Martin I. W. , Martynov D. V. , Mason K. , Masserot A. , Massinger T. J. , Masso-Reid M. , Mastrogiovanni S. , Matas A. , Matichard F. , Matone L. , Mavalvala N. , Mayani R. , Mazumder N. , McCarthy R. , McClelland D. E. , McCormick S. , McCuller L. , McGuire S. C. , McIntyre G. , McIver J. , McManus D. J. , McRae T. , McWilliams S. T. , Meacher D. , Meadors G. D. , Meidam J. , Mejuto-Villa E. , 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. , Minazzoli O. , Minenkov Y. , Ming J. , 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. , Mours B. , Mow-Lowry C. M. , Mueller G. , Muir A. W. , Mukherjee Arunava , Mukherjee D. , Mukherjee S. , Mukund N. , Mullavey A. , Munch J. , Muniz E. A. M. , Murray P. G. , Napier K. , Nardecchia I. , Naticchioni L. , Nayak R. K. , Nelemans G. , Nelson T. J. N. , Neri M. , Nery M. , Neunzert A. , Newport J. M. , Newton G. , Ng K. K. Y. , Nguyen T. T. , Nichols D. , Nielsen A. B. , Nissanke S. , Nitz A. , Noack A. , Nocera F. , Nolting D. , Normandin M. E. N. , Nuttall L. K. , Oberling J. , Ochsner E. , Oelker E. , Ogin G. H. , Oh J. J. , Oh S. H. , Ohme F. , Oliver M. , Oppermann P. , Oram Richard J. , O’Reilly B. , Ormiston R. , Ortega L. F. , O’Shaughnessy R. , Ottaway D. J. , Overmier H. , Owen B. J. , Pace A. E. , Page J. , Page M. A. , Pai A. , Pai S. A. , Palamos J. R. , Palashov O. , Palomba C. , Pal-Singh A. , Pan H. , Pang B. , Pang P. T. 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. , Pearlstone B. L. , Pedraza M. , Pedurand R. , Pekowsky L. , Pele A. , Penn S. , Perez C. J. , Perreca A. , Perri L. M. , Pfeiffer H. P. , Phelps M. , Piccinni O. J. , Pichot M. , Piergiovanni F. , Pierro V. , Pillant G. , Pinard L. , Pinto I. M. , Pitkin M. , Poggiani R. , Popolizio P. , Porter E. K. , Post A. , Powell J. , Prasad J. , Pratt J. W. W. , Predoi V. , Prestegard T. , Prijatelj M. , Principe M. , Privitera S. , Prix R. , Prodi G. A. , Prokhorov L. G. , 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. , Ramirez K. E. , Rapagnani P. , Raymond V. , Razzano M. , Read J. , Regimbau T. , Rei L. , Reid S. , Reitze D. H. , Rew H. , Reyes S. D. , Ricci F. , Ricker P. M. , Rieger S. , Riles K. , Rizzo M. , Robertson N. A. , Robie R. , Robinet F. , Rocchi A. , Rolland L. , Rollins J. G. , Roma V. J. , Romano R. , Romel C. L. , Romie J. H. , Rosińska D. , Ross M. P. , Rowan S. , Rüdiger A , Ruggi P. , Ryan K. , Rynge M. , Sachdev S. , Sadecki T. , Sadeghian L. , Sakellariadou M. , Salconi L. , Saleem M. , Salemi F. , Samajdar A. , Sammut L. , Sampson L. M. , Sanchez E. J. , Sandberg V. , Sandeen B. , Sanders J. R. , Sassolas B. , Sathyaprakash B. S. , Saulson P. R. , Sauter O. , Savage R. L. , Sawadsky A. , Schale P. , Scheuer J. , Schmidt E. , Schmidt J. , Schmidt P. , Schnabel R. , Schofield R. M. S. , Schönbeck A. , Schönbeck A. , Schreiber E. , Schuette D. , Schulte B. W. , Schutz B. F. , Schwalbe S. G. , Scott J. , Scott S. M. , Seidel E. , Sellers D. , Sengupta A. S. , Sentenac D. , Sequino V. , Sergeev A. , Shaddock D. A. , Shaffer T. J. , Shah A. A. , Shahriar M. S. , Shao L. , 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 B. , Smith J. R. , Smith R. J. E. , Son E. J. , Sonnenberg J. A. , Sorazu B. , Sorrentino F. , Souradeep T. , Spencer A. P. , Srivastava A. K. , Staley A. , Steinke M. , Steinlechner J. , Steinlechner S. , Steinmeyer D. , Stephens B. C. , Stone R. , Strain K. A. , Stratta G. , Strigin S. E. , 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. , Taracchini A. , Taylor J. A. , Taylor R. , Theeg T. , Thomas E. G. , Thomas M. , Thomas P. , Thorne K. A. , Thorne K. S. , Thrane E. , Tiwari S. , Tiwari V. , Tokmakov K. V. , Toland K. , Tonelli M. , Tornasi Z. , Torrie C. I. , Töyrä D. , Travasso F. , Traylor G. , Trifirò D. , Trinastic J. , Tringali M. C. , Trozzo L. , Tsang K. W. , Tse M. , Tso R. , Tuyenbayev D. , Ueno K. , Ugolini D. , Unnikrishnan C. S. , Urban A. L. , Usman S. A. , Vahi K. , Vahlbruch H. , Vajente G. , Valdes G. , Vallisneri M. , Bakel N. van , Beuzekom M. van , van den Brand J. F. J. , Van Den Broeck C. , Vander-Hyde D. C. , Schaaf L. van der , Heijningen J. V. van , Veggel A. A. van , Vardaro M. , Varma V. , Vass S. , Vasúth M. , Vecchio A. , Vedovato G. , Veitch J. , Veitch P. J. , Venkateswara K. , Venugopalan G. , Verkindt D. , Vetrano F. , Viceré A. , Viets A. D. , 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. , Walet R. , Walker M. , Wallace L. , Walsh S. , Wang G. , Wang H. , Wang J. Z. , Wang M. , Wang Y.-F. , Wang Y. , Ward R. L. , Warner J. , Was M. , Watchi J. , Weaver B. , Wei L.-W. , Weinert M. , Weinstein A. J. , Weiss R. , Wen L. , Wessel E. K. , Wessels P. , Westphal T. , Wette K. , Whelan J. T. , Whiting B. F. , Whittle C. , Williams D. , 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. , Wofford J. , Wong K. W. K. , Worden J. , Wright J. L. , Wu D. S. , Wu G. , Yam W. , Yamamoto H. , Yancey C. C. , Yap M. J. , Yu Hang , Yu Haocun , Yvert M. , Zanolin M. , Zelenova T. , Zendri J.-P. , Zevin M. , Zhang L. , Zhang M. , Zhang T. , Zhang Y.-H. , Zhao C. , Zhou M. , Zhou Z. , Zhu X. J. , Zucker M. E. , Zweizig J. ,   LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration, Steeghs D. , Wang L. 
Published: September 2017

Abstract
We present the results of a semicoherent search for continuous gravitational waves from the low-mass X-ray binary Scorpius X-1, using data from the first Advanced LIGO observing run. The search method uses details of the modeled, parametrized continuous signal to combine coherently data separated by less than a specified coherence time, which can be adjusted to trade off sensitivity against computational cost. A search was conducted over the frequency range 25–

, spanning the current observationally constrained range of binary orbital parameters. No significant detection candidates were found, and frequency-dependent upper limits were set using a combination of sensitivity estimates and simulated signal injections. The most stringent upper limit was set at

, with comparable limits set across the most sensitive frequency range from 100 to

. At this frequency, the 95% upper limit on the signal amplitude h
0 is

marginalized over the unknown inclination angle of the neutron star’s spin, and

assuming the best orientation (which results in circularly polarized gravitational waves). These limits are a factor of 3–4 stronger than those set by other analyses of the same data, and a factor of ∼7 stronger than the best upper limits set using data from Initial LIGO science runs. In the vicinity of

, the limits are a factor of between 1.2 and 3.5 above the predictions of the torque balance model, depending on the inclination angle; if the most likely inclination angle of 44° is assumed, they are within a factor of 1.7.