Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger

B.P. Abbott (1) , R. Abbott , T. d. Abbott , M. r. Abernathy , F. Acernese , K. Ackley , C. Adams , T. Adams (2) , P. Addesso , R. x. Adhikari , V. b. Adya , C. Affeldt , M. Agathos , K. Agatsuma , N. Aggarwal , O. d. Aguiar , L. Aiello , A. Ain , P. Ajith , B. Allen , A. Allocca , P. a. Altin , S. b. Anderson , W. g. Anderson , K. Arai , M. a. Arain , M. c. Araya , C. c. Arceneaux , J. s. Areeda , N. Arnaud , K. g. Arun , S. Ascenzi , G. Ashton , M. Ast , S. m. Aston , P. Astone , P. Aufmuth , C. Aulbert , S. Babak , P. Bacon (3) , M. k. m. Bader , P. t. Baker , F. Baldaccini , G. Ballardin , S. w. Ballmer , J. c. Barayoga , S. e. Barclay , B. c. Barish , D. Barker , F. Barone , B. Barr , L. Barsotti , M. Barsuglia (3) , D. Barta , J. Bartlett , M. a. Barton , I. Bartos , R. Bassiri , A. Basti , J. c. Batch , C. Baune , V. Bavigadda , M. Bazzan , B. Behnke , M. Bejger , C. Belczynski , A. s. Bell , C. j. Bell , B. k. Berger , J. Bergman , G. Bergmann , C. p. l. Berry , D. Bersanetti , A. Bertolini , J. Betzwieser , S. Bhagwat , R. Bhandare , I. a. Bilenko , G. Billingsley , J. Birch , R. Birney , O. Birnholtz , S. Biscans , A. Bisht , M. Bitossi , C. Biwer , M. a. Bizouard (4) , J. k. Blackburn , C. d. Blair , D. g. Blair , R. m. Blair , S. Bloemen , O. Bock , T. p. Bodiya , M. Boer (5) , G. Bogaert (5) , C. Bogan , A. Bohe (3) , P. Bojtos , C. Bond , François Bondu (6) , R. Bonnand (2) , B. a. Boom , R. Bork , V. Boschi , S. Bose , Y. Bouffanais (3) , A. Bozzi , C. Bradaschia , P. r. Brady , V. b. Braginsky , M. Branchesi , J. e. Brau , T. Briant (7) , A. Brillet (5) , M. Brinkmann , V. Brisson (4) , P. Brockill , A. f. Brooks , D. a. Brown , D. d. Brown , N. m. Brown , C. c. Buchanan , A. Buikema , T. Bulik , H. j. Bulten , A. Buonanno , D. Buskulic (2) , C. Buy , R. l. Byer , M. Cabero , L. Cadonati , G. Cagnoli (8, 9) , C. Cahillane , J. Calderón Bustillo , T. Callister , E. Calloni , J. b. Camp , K. c. Cannon , J. Cao , C. d. Capano , E. Capocasa (3) , F. Carbognani , S. Caride , J. Casanueva Diaz , C. Casentini , S. Caudill , M. Cavaglià , F. Cavalier (4) , R. Cavalieri , G. Cella , C. b. Cepeda , L. Cerboni Baiardi , G. Cerretani , E. Cesarini , R. Chakraborty , T. Chalermsongsak , S. j. Chamberlin , M. Chan , S. Chao , P. Charlton , E. Chassande-Mottin (3) , H. y. Chen , Y. Chen , C. Cheng , A. Chincarini , A. Chiummo , H. s. Cho , M. Cho , J. h. Chow , N. Christensen , Q. Chu , S. Chua (7) , S. Chung , G. Ciani , F. Clara , J. a. Clark , F. Cleva (5) , E. Coccia , P.-F. Cohadon (7) , A. Colla , C. g. Collette , L. Cominsky , M. Constancio , A. Conte , L. Conti , D. Cook , T. r. Corbitt , N. Cornish , A. Corsi , S. Cortese , C. a. Costa , M. w. Coughlin , S. b. Coughlin , J.-P. Coulon (5) , S. t. Countryman , P. Couvares , E. e. Cowan , D. m. Coward , M. j. Cowart , D. c. Coyne , R. Coyne , K. Craig , J. d. e. Creighton , T. d. Creighton , J. Cripe , S. g. Crowder , A. m. Cruise , A. Cumming , L. Cunningham , E. Cuoco , T. Dal Canton , S. l. Danilishin , S. D’antonio , K. Danzmann , N. s. Darman , C. f. da Silva Costa , V. Dattilo , I. Dave , H. p. Daveloza , M. Davier (4) , G. s. Davies , E. j. Daw , R. Day , S. De , D. Debra , G. Debreczeni , J. Degallaix (9) , M. de Laurentis , S. Deléglise (7) , W. del Pozzo , T. Denker , T. Dent , H. Dereli (5) , V. Dergachev , R. t. Derosa , R. de Rosa , R. Desalvo , S. Dhurandhar , M. c. Díaz , L. Di Fiore , M. Di Giovanni , A. Di Lieto , S. Di Pace (5) , I. Di Palma , A. Di Virgilio , G. Dojcinoski , V. Dolique (9) , F. Donovan , K. l. Dooley , S. Doravari , R. Douglas , T. p. Downes , M. Drago , R. w. p. Drever , J. c. Driggers , Z. Du , M. Ducrot (2) , S. e. Dwyer , T. b. Edo , M. c. Edwards , A. Effler , H.-B. Eggenstein , P. Ehrens , J. Eichholz , S. s. Eikenberry , W. Engels , R. c. Essick , T. Etzel , M. Evans , T. m. Evans , R. Everett , M. Factourovich , V. Fafone , H. Fair , S. Fairhurst , X. Fan , Q. Fang , S. Farinon , B. Farr , W. m. Farr , M. Favata , M. Fays , H. Fehrmann , M. m. Fejer , D. Feldbaum , I. Ferrante , E. c. Ferreira , F. Ferrini , F. Fidecaro , L. s. Finn , I. Fiori , D. Fiorucci (3) , R. p. Fisher , R. Flaminio (9) , M. Fletcher , H. Fong , J.-D. Fournier (5) , S. Franco (4) , S. Frasca , F. Frasconi , M. Frede , Z. Frei , A. Freise , R. Frey , V. Frey , T. t. Fricke , P. Fritschel , V. v. Frolov , P. Fulda , M. Fyffe , H. a. g. Gabbard , J. r. Gair , L. Gammaitoni , S. g. Gaonkar , F. Garufi , A. Gatto (3) , G. Gaur , N. Gehrels , G. Gemme , B. Gendre (5) , E. Genin , A. Gennai , J. George , L. Gergely , V. Germain (2) , Abhirup Ghosh , Archisman Ghosh , S. Ghosh , J. a. Giaime , K. d. Giardina , A. Giazotto , K. Gill , A. Glaefke , J. r. Gleason , E. Goetz , R. Goetz , L. Gondan , G. González , J. M. Gonzalez Castro , A. Gopakumar , N. a. Gordon , M. l. Gorodetsky , S. e. Gossan , M. Gosselin , R. Gouaty (2) , C. Graef , P. b. Graff , M. Granata (9) , A. Grant , S. Gras , C. Gray , G. Greco , A. c. Green , R. j. s. Greenhalgh , P. Groot , H. Grote , S. Grunewald , G. m. Guidi , X. Guo , A. Gupta , M. k. Gupta , K. e. Gushwa , E. k. Gustafson , R. Gustafson , J. j. Hacker , B. r. Hall , E. d. Hall , G. Hammond , M. Haney , M. m. Hanke , J. Hanks , C. Hanna , M. d. Hannam , J. Hanson , T. Hardwick , J. Harms , G. m. Harry , I. w. Harry , M. j. Hart , M. t. Hartman , C.-J. Haster , K. Haughian , J. Healy , J. Heefner , A. Heidmann (7) , M. c. Heintze , G. Heinzel , H. Heitmann , P. Hello (4) , G. Hemming , M. Hendry , I. s. Heng , J. Hennig , A. w. Heptonstall , M. Heurs , S. Hild , D. Hoak , K. a. Hodge , D. Hofman (9) , S. e. Hollitt , K. Holt , D. e. Holz , P. Hopkins , D. j. Hosken , J. Hough , E. a. Houston , E. j. Howell , Y. m. Hu , S. Huang , E. a. Huerta , D. Huet , B. Hughey , S. Husa , S. h. Huttner , T. Huynh-Dinh , A. Idrisy , N. Indik , D. r. Ingram , R. Inta , H. n. Isa , J.-M. Isac (7) , M. Isi , G. Islas , T. Isogai , B. r. Iyer , K. Izumi , M. b. Jacobson , T. Jacqmin (7) , H. Jang , K. Jani , P. Jaranowski , S. Jawahar , F. Jiménez-Forteza , W. w. Johnson , N. k. Johnson-Mcdaniel , D. i. Jones , R. Jones , R. j. g. Jonker , L. Ju , K. Haris , C. v. Kalaghatgi , V. Kalogera , S. Kandhasamy , G. Kang , J. b. Kanner , S. Karki , M. Kasprzack (4) , E. Katsavounidis , W. Katzman , S. Kaufer , T. Kaur , K. Kawabe , F. Kawazoe , F. Kefelian (5) , M. s. Kehl , D. Keitel , D. b. Kelley , W. Kells , R. Kennedy , D. g. Keppel , J. s. Key , A. Khalaidovski , F. y. Khalili , I. Khan , S. Khan , Z. Khan , E. a. Khazanov , N. Kijbunchoo , C. Kim , J. Kim , K. Kim , Nam-Gyu Kim , Namjun Kim , Y.-M. Kim , E. j. King , P. j. King , D. l. Kinzel , J. s. Kissel , L. Kleybolte , S. Klimenko , S. m. Koehlenbeck , K. Kokeyama , S. Koley , V. Kondrashov , A. Kontos , S. Koranda , M. Korobko , W. z. Korth , I. Kowalska , D. b. Kozak , V. Kringel , B. Krishnan , A. Królak , C. Krueger , G. Kuehn , P. Kumar , R. Kumar , L. Kuo , A. Kutynia , P. Kwee , B. d. Lackey , M. Landry , J. Lange , B. Lantz , P. d. Lasky , A. Lazzarini , C. Lazzaro , P. Leaci , S. Leavey , E. o. Lebigot (3) , C. h. Lee , H. k. Lee , H. m. Lee , K. Lee , A. Lenon , M. Leonardi , J. r. Leong , N. Leroy , N. Letendre (2) , Y. Levin , B. m. Levine , T. g. f. Li , A. Libson , T. b. Littenberg , N. a. Lockerbie , J. Logue , A. l. Lombardi , L. t. London , J. e. Lord , M. Lorenzini , V. Loriette (10) , M. Lormand , G. Losurdo , J. d. Lough , C. o. Lousto , G. Lovelace , H. Lück , A. p. Lundgren , J. Luo , R. Lynch , Y. Ma , T. Macdonald , B. Machenschalk , M. Macinnis , D. m. Macleod , F. Magaña-Sandoval , R. m. Magee , M. Mageswaran , E. Majorana , I. Maksimovic , V. Malvezzi , N. Man (5) , I. Mandel , V. Mandic , V. Mangano , G. l. Mansell , M. Manske , M. Mantovani , F. Marchesoni , F. Marion (2) , S. Márka , Z. Márka , A. s. Markosyan , E. Maros , F. Martelli , L. Martellini (5) , I. w. Martin , R. m. Martin , D. v. Martynov , J. n. Marx , K. Mason , A. Masserot (2) , T. j. Massinger , M. Masso-Reid , F. Matichard , L. Matone , N. Mavalvala , N. Mazumder , G. Mazzolo , R. Mccarthy , D. e. Mcclelland , S. Mccormick , S. c. Mcguire , G. Mcintyre , J. Mciver , D. j. Mcmanus , S. t. Mcwilliams , D. Meacher (5) , G. d. Meadors , J. Meidam , A. Melatos , G. Mendell , D. Mendoza-Gandara , R. a. Mercer , E. Merilh , M. Merzougui (5) , S. Meshkov , C. Messenger , C. Messick , P. m. Meyers , F. Mezzani , H. Miao , C. Michel (9) , H. Middleton , E. e. Mikhailov , L. Milano , J. Miller , M. Millhouse , Y. Minenkov , J. Ming , S. Mirshekari , C. Mishra , Subhabrata Mitra , V. p. Mitrofanov , G. Mitselmakher , R. Mittleman , A. Moggi , M. Mohan , S. r. p. Mohapatra , M. Montani , B. c. Moore , C. j. Moore , D. Moraru , G. Moreno , S. r. Morriss , K. Mossavi , B. Mours (2) , C. m. Mow-Lowry , C. l. Mueller , G. Mueller , A. w. Muir , Arunava Mukherjee , D. Mukherjee , S. Mukherjee , N. Mukund , A. Mullavey , J. Munch , D. j. Murphy , P. g. Murray , A. Mytidis , I. Nardecchia , L. Naticchioni , R. k. Nayak , V. Necula , K. Nedkova , G. Nelemans , M. Neri , A. Neunzert , G. Newton , T. t. Nguyen , A. b. Nielsen , S. Nissanke , A. Nitz , F. Nocera , D. Nolting , M. e. n. Normandin , L. k. Nuttall , J. Oberling , E. Ochsner , J. O’dell , E. Oelker , G. h. Ogin , J. j. Oh , S. h. Oh , F. Ohme , M. Oliver , P. Oppermann , Richard J. Oram , B. O’reilly , R. O’shaughnessy , C. d. Ott , D. j. Ottaway , R. s. Ottens , H. Overmier , B. j. Owen , A. Pai , S. a. Pai , J. r. Palamos , O. Palashov , C. Palomba , A. Pal-Singh , H. Pan , Y. Pan , C. Pankow , F. Pannarale , B. c. Pant , F. Paoletti , A. Paoli , M. a. Papa , H. r. Paris , W. Parker , D. Pascucci , A. Pasqualetti , R. Passaquieti , D. Passuello , B. Patricelli , Z. Patrick , B. l. Pearlstone , M. Pedraza , R. Pedurand (9) , L. Pekowsky , A. Pele , S. Penn , A. Perreca , H. p. Pfeiffer , M. Phelps , O. Piccinni , M. Pichot (5) , M. Pickenpack , F. Piergiovanni , V. Pierro , G. Pillant , L. Pinard (9) , I. m. Pinto , M. Pitkin , J. h. Poeld , R. Poggiani , P. Popolizio , A. Post , J. Powell , J. Prasad , V. Predoi , S. s. Premachandra , T. Prestegard , L. r. Price , M. Prijatelj , M. Principe , S. Privitera , R. Prix , G. a. Prodi , L. Prokhorov , O. Puncken , M. Punturo , P. Puppo , M. Pürrer , H. Qi , J. Qin , V. Quetschke , E. a. Quintero , R. Quitzow-James , F. j. Raab , D. s. Rabeling , H. Radkins , P. Raffai , S. Raja , M. Rakhmanov , C. r. Ramet , P. Rapagnani , V. Raymond , M. Razzano , V. Re , J. Read , C. m. Reed , T. Regimbau , L. Rei , S. Reid , D. h. Reitze , H. Rew , S. d. Reyes , F. Ricci , K. Riles , N. a. Robertson , R. Robie , F. Robinet (4) , A. Rocchi , L. Rolland (2) , J. g. Rollins , V. j. Roma , J. d. Romano , R. Romano , G. Romanov , J. h. Romie , D. Rosińska , S. Rowan , A. Rüdiger , P. Ruggi , K. Ryan , S. Sachdev , T. Sadecki , L. Sadeghian , L. Salconi , M. Saleem , F. Salemi , A. Samajdar , L. Sammut , L. m. Sampson , E. j. Sanchez , V. Sandberg , B. Sandeen , G. h. Sanders , J. r. Sanders , B. Sassolas (9) , B. s. Sathyaprakash , P. r. Saulson , Olivier Sauter , R. l. Savage , A. Sawadsky , P. Schale , R. Schilling , J. Schmidt , P. Schmidt , R. Schnabel , R. m. s. Schofield , A. Schönbeck , E. Schreiber , D. Schuette , B. f. Schutz , J. Scott , S. m. Scott , D. Sellers , A. s. Sengupta , D. Sentenac , V. Sequino , A. Sergeev , G. Serna , Y. Setyawati , A. Sevigny , D. a. Shaddock , T. Shaffer , S. Shah , M. s. Shahriar , M. Shaltev , Z. Shao , B. Shapiro , P. Shawhan , A. Sheperd , D. h. Shoemaker , D. m. Shoemaker , K. Siellez (5) , X. Siemens , D. Sigg , A. d. Silva , D. Simakov , A. Singer , L. p. Singer , A. Singh , R. Singh , A. Singhal , A. m. Sintes , B. j. j. Slagmolen , J. r. Smith , M. r. Smith , N. d. Smith , R. j. e. Smith , E. j. Son , B. Sorazu , F. Sorrentino , T. Souradeep , A. k. Srivastava , A. Staley , M. Steinke , J. Steinlechner , S. Steinlechner , D. Steinmeyer , B. c. Stephens , S. p. Stevenson , R. Stone , K. a. Strain , N. Straniero (9) , G. Stratta , N. a. Strauss , S. Strigin , R. Sturani , A. l. Stuver , T. z. Summerscales , L. Sun , P. j. Sutton , B. l. Swinkels , M. j. Szczepańczyk , M. Tacca (3) , D. Talukder , D. b. Tanner , M. Tápai , S. p. Tarabrin , A. Taracchini , R. Taylor , T. Theeg , M. p. Thirugnanasambandam , E. g. Thomas , M. Thomas , P. Thomas , K. a. Thorne , K. s. Thorne , E. Thrane , S. Tiwari , V. Tiwari , K. v. Tokmakov , C. Tomlinson , M. Tonelli , C. v. Torres , C. i. Torrie , D. Töyrä , F. Travasso , G. Traylor , D. Trifirò , M. c. Tringali , L. Trozzo , M. Tse , M. Turconi (5) , D. Tuyenbayev , D. Ugolini , C. s. Unnikrishnan , A. l. Urban , S. a. Usman , H. Vahlbruch , G. Vajente , G. Valdes , M. Vallisneri , N. van Bakel , M. van Beuzekom , J. f. j. van den Brand , C. van den Broeck , D. c. Vander-Hyde , L. van Der Schaaf , J. v. van Heijningen , A. a. van Veggel , M. Vardaro , S. Vass , M. Vasúth , R. Vaulin , A. Vecchio , G. Vedovato , J. Veitch , P. j. Veitch , K. Venkateswara , D. Verkindt (2) , F. Vetrano , A. Viceré , S. Vinciguerra , D. j. Vine , J.-Y. Vinet (5) , S. Vitale , T. Vo , H. Vocca , C. Vorvick , D. Voss , W. d. Vousden , S. p. Vyatchanin , A. r. Wade , L. e. Wade , M. Wade , S. j. Waldman , M. Walker , L. Wallace , S. Walsh , Gang Wang , H. Wang , M. Wang , X. Wang , Y. Wang , H. Ward , R. l. Ward , J. Warner , M. Was (2) , B. Weaver , L.-W. Wei (5) , M. Weinert , A. j. Weinstein , R. Weiss , T. Welborn , L. Wen , P. Wessels , T. Westphal , K. Wette , J. t. Whelan , S. e. Whitcomb , D. j. White , B. f. Whiting , K. Wiesner , C. Wilkinson , P. a. Willems , L. Williams , R. d. Williams , A. r. Williamson , J. l. Willis , B. Willke , M. h. Wimmer , L. Winkelmann , W. Winkler , C. c. Wipf , A. g. Wiseman , H. Wittel , G. Woan , J. Worden , J. l. Wright , G. Wu , J. Yablon , I. Yakushin , W. Yam , H. Yamamoto , C. c. Yancey , M. j. Yap , H. Yu , M. Yvert (2) , A. Zadrożny , L. Zangrando , M. Zanolin , J.-P. Zendri , M. Zevin

1 LIGO
2 LAPP - Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules
3 APC (UMR_7164) - AstroParticule et Cosmologie
4 LAL - Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire
5 ARTEMIS - Astrophysique Relativiste Théories Expériences Métrologie Instrumentation Signaux
6 IPR - Institut de Physique de Rennes
7 LKB (Lhomond) - Laboratoire Kastler Brossel
8 ILM - Institut Lumière Matière [Villeurbanne]
9 LMA - Laboratoire des matériaux avancés
10 ESPCI Paris - Ecole Superieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris

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 $1.0 \times 10^{-21}$. 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 5.1 {\sigma}. The source lies at a luminosity distance of $410^{+160}_{-180}$ Mpc corresponding to a redshift $z = 0.09^{+0.03}_{-0.04}$. In the source frame, the initial black hole masses are $36^{+5}_{-4} M_\odot$ and $29^{+4}_{-4} M_\odot$, and the final black hole mass is $62^{+4}_{-4} M_\odot$, with $3.0^{+0.5}_{-0.5} M_\odot c^2$ 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.

Domaines: Relativité Générale et Cosmologie Quantique [gr-qc]; Phénomènes cosmiques de haute energie [astro-ph.HE]

B.P. Abbott, R. Abbott, T. d. Abbott, M. r. Abernathy, F. Acernese, et al.. Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger. Physical Review Letters, 2016, 116 (6), pp.061102. ⟨10.1103/PhysRevLett.116.061102⟩. ⟨in2p3-01273200⟩