Search for gravitational waves from Scorpius X-1 in the first Advanced LIGO observing run with a hidden Markov model

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.; Agatsuma, K.; Aggarwal, N.; Aguiar, O. D.; Aiello, L.; Ain, A.; Ajith, P.; Allen, B.; Allen, G.; Allocca, A.; Almoubayyed, H.; 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.; BÃ©csy, B.; Beer, C.; Bejger, M.; Belahcene, I.; Bell, A. S.; Berger, B. K.; Bergmann, G.; Berry, C. P. L.; Bersanetti, D.; Bertolini, A.; Etienne, Z. B.; 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.; CalderÃ³n Bustillo, J.; 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.; Casanueva Diaz, J.; Casentini, C.; Caudill, S.; CavagliÃ , M.; Cavalier, F.; Cavalieri, R.; Cella, G.; Cepeda, C. B.; Cerboni Baiardi, L.; Cerretani, G.; Cesarini, E.; Chamberlin, S. J.; Chan, M.; Chao, S.; Charlton, P.; Chassande-Mottin, E.; Chatterjee, D.; 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, 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.; Dal Canton, T.; Danilishin, S. L.; D'Antonio, S.; Danzmann, K.; Dasgupta, A.; Da Silva Costa, C. F.; Dattilo, V.; Dave, I.; Davier, M.; Davies, G. S.; Davis, D.; Daw, E. J.; Day, B.; De, S.; Debra, D.; Deelman, E.; Degallaix, J.; De Laurentis, M.; DelÃ©glise, S.; Del Pozzo, W.; Denker, T.; Dent, T.; Dergachev, V.; De Rosa, R.; Derosa, R. T.; Desalvo, R.; Devenson, J.; Devine, R. C.; Dhurandhar, S.; DÃ­az, M. C.; Di Fiore, L.; Di Giovanni, M.; Di Girolamo, T.; Di Lieto, A.; Di Pace, S.; Di Palma, I.; Di Renzo, F.; Doctor, Z.; Dolique, V.; Donovan, F.; Dooley, K. L.; Doravari, S.; Dorrington, I.; Douglas, R.; Dovale Ãlvarez, M.; 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.; Essick, R. C.; 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.; 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.; GonzÃ¡lez, G.; Gonzalez Castro, J. M.; 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.; JimÃ©nez-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.; KÃ©fÃ©lian, 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.; KrÃ¤mer, C.; Kringel, V.; Krishnan, B.; KrÃ³lak, 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.; Lockerbie, N. A.; London, L. T.; Lord, J. E.; Lorenzini, M.; Loriette, V.; Lormand, M.; Losurdo, G.; Lough, J. D.; Lovelace, G.; LÃ¼ck, H.; Lumaca, D.; Lundgren, A. P.; Lynch, R.; Ma, Y.; Macfoy, S.; Machenschalk, B.; Macinnis, M.; Macleod, D. M.; MagaÃ±a Hernandez, I.; MagaÃ±a-Sandoval, F.; MagaÃ±a Zertuche, L.; Magee, R. M.; Majorana, E.; Maksimovic, I.; Man, N.; Mandic, V.; Mangano, V.; Mansell, G. L.; Manske, M.; Mantovani, M.; Marchesoni, F.; Marion, F.; MÃ¡rka, S.; MÃ¡rka, Z.; Markakis, C.; Markosyan, A. S.; Maros, E.; Martelli, F.; Martellini, L.; Martin, I. W.; Martynov, D. V.; Marx, J. N.; 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.; PÃ¼rrer, 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.; RosiÅska, D.; Ross, M. P.; Rowan, S.; RÃ¼diger, 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.; SchÃ¶nbeck, 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.; SzczepaÅczyk, M. J.; Tacca, M.; Talukder, D.; Tanner, D. B.; TÃ¡pai, 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.; TÃ¶yrÃ¤, D.; Travasso, F.; Traylor, G.; TrifirÃ², 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.; 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.; Varma, V.; Vass, S.; VasÃºth, M.; Vecchio, A.; Vedovato, G.; Veitch, J.; Veitch, P. J.; Venkateswara, K.; Venugopalan, G.; Verkindt, D.; Vetrano, F.; VicerÃ©, 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.; WeÃels, 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.; ZadroÅ¼ny, A.; 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.; Suvorova, S.; Moran, W.; Evans, R. J.

doi:10.1103/PhysRevD.95.122003

Results are presented from a semicoherent search for continuous gravitational waves from the brightest low-mass X-ray binary, Scorpius X-1, using data collected during the first Advanced LIGO observing run. The search combines a frequency domain matched filter (Bessel-weighted F-statistic) with a hidden Markov model to track wandering of the neutron star spin frequency. No evidence of gravitational waves is found in the frequency range 60-650 Hz. Frequentist 95% confidence strain upper limits, h095%=4.0Ã10-25, 8.3Ã10-25, and 3.0Ã10-25 for electromagnetically restricted source orientation, unknown polarization, and circular polarization, respectively, are reported at 106 Hz. They are â¤10 times higher than the theoretical torque-balance limit at 106 Hz.