Searching for cross-correlation between stochastic gravitational-wave background and galaxy number counts
Searching for cross-correlation between stochastic gravitational-wave background and galaxy number counts
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寻找随机引力波背景和星系计数之间的互相关性
DOI：
10.1093/mnras/staa3159
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发表时间：
2020
影响因子：
4.8
通讯作者：
Banagiri, Sharan
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yang, Kate Z;Mandic, Vuk;Scarlata, Claudia;Banagiri, Sharan
高级激光干涉仪引力波天文台（LIGO）和高级处女座最近公布了基于第一次和第二次观测数据的持续方向随机引力波背景（SGWB）的上限测量。在本文中，我们调查是否存在相关性之间的最大似然SGWB地图和电磁（EM）示踪剂的物质结构在宇宙中，如星系数计数。我们开发的方法将提高未来在SGWB中搜索各向异性的灵敏度，并扩展SGWB各向异性的使用，以探测宇宙中结构的形成。为了计算互相关，我们在多个频带中使用SGWB的球谐分解，并将其转换为基于像素的天空图inhealpixbasis。对于EM部分，我们使用Sloan数字巡天的星表和formhealpixsky地图的星系数计数在相同的角分辨率的SGWB地图。我们计算这些SGWB和星系计数地图之间的基于像素的相干性。在评估我们的结果在不同的SGWB频带和不同的星系红移箱，我们的结论是，SGWB和星系数计数地图之间的相干性是占主导地位的SGWB地图中的零测量噪声，因此没有统计学意义。我们预计，通过使用基于Advanced LIGO和Advanced Virgo第三次观测运行的更灵敏的SGWB测量，这一分析的结果将得到显着改善。
Advanced Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) and Advanced Virgo have recently published the upper limit measurement of persistent directional stochastic gravitational-wave background (SGWB) based on data from their first and second observing runs. In this paper, we investigate whether a correlation exists between this maximal likelihood SGWB map and the electromagnetic (EM) tracers of matter structure in the Universe, such as galaxy number counts. The method we develop will improve the sensitivity of future searches for anisotropy in the SGWB and expand the use of SGWB anisotropy to probe the formation of structure in the Universe. In order to compute the cross-correlation, we used the spherical harmonic decomposition of SGWB in multiple frequency bands and converted them into pixel-based sky maps inhealpixbasis. For the EM part, we use the Sloan Digital Sky Survey alaxy catalogue and formhealpixsky maps of galaxy number counts at the same angular resolution as the SGWB maps. We compute the pixel-based coherence between these SGWB and galaxy count maps. After evaluating our results in different SGWB frequency bands and in different galaxy redshift bins, we conclude that the coherence between the SGWB and galaxy number count maps is dominated by the null measurement noise in the SGWB maps, and therefore not statistically significant. We expect the results of this analysis to be significantly improved by using the more sensitive upcoming SGWB measurements based on the third observing run of Advanced LIGO and Advanced Virgo.
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