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A gravitational-wave measurement of the Hubble constant following the second observing run of Advanced LIGO and Virgo

Abbott, B. P., Abbott, R., Abbott, T. D., Abraham, S., Acernese, F., Ackley, K., Adams, C., Adhikari, R. X., Adya, V. B., Affeldt, C., Agathos, M., Agatsuma, K., Aggarwal, N., Aguiar, O. D., Aiello, L., Ain, A., Ajith, P., Allen, G., Allocca, A., Aloy, M. A., Altin, P. A., Amato, A., Anand, S., Ananyeva, A., Anderson, S. B., Anderson, W. G., Angelova, S. V., Antier, S., Appert, S., Arai, K., Araya, M. C., Areeda, J. S., Arène, M., Arnaud, N., Aronson, S. M., Arun, K. G., Ascenzi, S., Ashton, G., Aston, S. M., Astone, P., Aubin, F., Aufmuth, P., AultONeal, K., Austin, C., Avendano, V., Avila-Alvarez, A., Babak, S., Bacon, P., Badaracco, F., Bader, M. K. M., Bae, S., Baird, J., Baker, P. T., Baldaccini, F., Ballardin, G., Ballmer, S. W., Bals, A., Banagiri, S., Barayoga, J. C., Barbieri, C., Barclay, S. E., Barish, B. C., Barker, D., Barkett, K., Barnum, S., Barone, F., Barr, B., Barsotti, L., Barsuglia, M., Barta, D., Bartlett, J., Bartos, I., Bassiri, R., Basti, A., Bawaj, M., Bayley, J. C., Bazzan, M., Bécsy, B., Bejger, M., Belahcene, I., Bell, A. S., Beniwal, D., Benjamin, M. G., Berger, B. K., Bergmann, G., Bernuzzi, S., Berry, C. P. L., Bersanetti, D., Bertolini, A., Betzwieser, J., Bhandare, R., Bidler, J., Biggs, E., Bilenko, I. A., Bilgili, S. A., Billingsley, G., Birney, R., Birnholtz, O., Biscans, S., Bischi, M., Biscoveanu, S., Bisht, A., Bitossi, M., Bizouard, M. A., Blackburn, J. K., Blackman, J., Blair, C. D., Blair, D. G., Blair, R. M., Bloemen, S., Bobba, F., Bode, N., Boer, M., Boetzel, Y., Bogaert, G., Bondu, F., Bonnand, R., Booker, P., Boom, B. A., Bork, R., Boschi, V., Bose, S., Bossilkov, V., Bosveld, J., Bouffanais, Y., Bozzi, A., Bradaschia, C., Brady, P. R., Bramley, A., Branchesi, M., Brau, J. E., Breschi, M., Briant, T., Briggs, J. H., Brighenti, F., Brillet, A., Brinkmann, M., Brockill, P., Brooks, A. F., Brooks, J., Brown, D. D., Brunett, S., 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., Campbell, W. A., Canepa, M., Cannon, K. C., Cao, H., Cao, J., Carapella, G., Carbognani, F., Caride, S., Carney, M. F., Carullo, G., Diaz, J. Casanueva, Casentini, C., Caudill, S., Cavaglià, M., Cavalier, F., Cavalieri, R., Cella, G., Cerdá-Durán, P., Cesarini, E., Chaibi, O., Chakravarti, K., Chamberlin, S. J., Chan, M., Chao, S., Charlton, P., Chase, E. A., Chassande-Mottin, E., Chatterjee, D., Chaturvedi, M., Cheeseboro, B. D., Chen, H. Y., Chen, X., Chen, Y., Cheng, H.-P., Cheong, C. K., Chia, H. Y., Chiadini, F., Chincarini, A., Chiummo, A., Cho, G., Cho, H. S., Cho, M., Christensen, N., Chu, Q., Chua, S., Chung, K. W., Chung, S., Ciani, G., Cieślar, M., Ciobanu, A. A., Ciolfi, R., Cipriano, F., Cirone, A., Clara, F., Clark, J. A., Clearwater, P., Cleva, F., Coccia, E., Cohadon, P.-F., Cohen, D., Colleoni, M., Collette, C. G., Collins, C., Colpi, M., Cominsky, L. R., Constancio, M., Conti, L., Cooper, S. J., Corban, P., Corbitt, T. R., Cordero-Carrión, I., Corezzi, S., Corley, K. R., Cornish, N., Corre, D., Corsi, A., Cortese, S., Costa, C. A., Cotesta, R., 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., Croquette, M., Crowder, S. G., Cullen, T. J., Cumming, A., Cunningham, L., Cuoco, E., Dal Canton, T., Dálya, G., D'Angelo, B., Danilishin, S. L., D'Antonio, S., Danzmann, K., Dasgupta, A., Da Silva Costa, C. F., Datrier, L. E. H., Dattilo, V., Dave, I., Davier, M., Davis, D., Daw, E. J., DeBra, D., Deenadayalan, M., Degallaix, J., De Laurentis, M., Deléglise, S., Pozzo, W. Del, DeMarchi, L. M., Demos, N., Dent, T., De Pietri, R., De Rosa, R., De Rossi, C., DeSalvo, R., de Varona, O., Dhurandhar, S., Díaz, M. C., Dietrich, T., Di Fiore, L., DiFronzo, C., Di Giorgio, C., Di Giovanni, F., Di Giovanni, M., Di Girolamo, T., Di Lieto, A., Ding, B., Di Pace, S., Di Palma, I., Di Renzo, F., Divakarla, A. K., Dmitriev, A., Doctor, Z., Donovan, F., Dooley, K. L. ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1636-0233, Doravari, S., Dorrington, I., Downes, T. P., Drago, M., Driggers, J. C., Du, Z., Ducoin, J.-G., Dupej, P., Durante, O., Dwyer, S. E., Easter, P. J., Eddolls, G., Edo, T. B., Effler, A., Ehrens, P., Eichholz, J., Eikenberry, S. S., Eisenmann, M., Eisenstein, R. A., Errico, L., Essick, R. C., Estelles, H., Estevez, D., Etienne, Z. B., Etzel, T., Evans, M., Evans, T. M., Fafone, V., Fairhurst, S. ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8480-1961, Fan, X., Farinon, S., Farr, B., Farr, W. M., Fauchon-Jones, E. J., Favata, M., Fays, M., Fazio, M., Fee, C., Feicht, J., Fejer, M. M., Feng, F., Fernandez-Galiana, A., Ferrante, I., Ferreira, E. C., Ferreira, T. A., Fidecaro, F., Fiori, I., Fiorucci, D., Fishbach, M., Fisher, R. P., Fishner, J. M., Fittipaldi, R., Fitz-Axen, M., Fiumara, V., Flaminio, R., Fletcher, M., Floden, E., Flynn, E., Fong, H., Font, J. A., Forsyth, P. W. F., Fournier, J.-D., Vivanco, Francisco Hernandez, Frasca, S., Frasconi, F., Frei, Z., Freise, A., Frey, R., Frey, V., Fritschel, P., Frolov, V. V., Fronzè, G., Fulda, P., Fyffe, M., Gabbard, H. A., Gadre, B. U., Gaebel, S. M., Gair, J. R., Gammaitoni, L., Gaonkar, S. G., García-Quirós, C., Garufi, F., Gateley, B., Gaudio, S., Gaur, G., Gayathri, V., Gemme, G., Genin, E., Gennai, A., George, D., George, J., Gergely, L., Ghonge, S., Ghosh, Abhirup, Ghosh, Archisman, Ghosh, S., Giacomazzo, B., Giaime, J. A., Giardina, K. D., Gibson, D. R., Gill, K., Glover, L., Gniesmer, J., Godwin, P., Goetz, E., Goetz, R., Goncharov, B., González, G., Gonzalez Castro, J. M., Gopakumar, A., Gossan, S. E., Gosselin, M., Gouaty, R., Grace, B., Grado, A., Granata, M., Grant, A., Gras, S., Grassia, P., Gray, C., Gray, R., Greco, G., Green, A. C., Green, R., Gretarsson, E. M., Grimaldi, A., Grimm, S. J., Groot, P., Grote, H. ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0797-3943, Grunewald, S., Gruning, P., Guidi, G. M., Gulati, H. K., Guo, Y., Gupta, A., Gupta, Anchal, Gupta, P., Gustafson, E. K., Gustafson, R., Haegel, L., Halim, O., Hall, B. R., Hall, E. D., Hamilton, E. Z., Hammond, G., Haney, M., Hanke, M. M., Hanks, J., Hanna, C., Hannam, M. D. ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5571-325X, Hannuksela, O. A., Hansen, T. J., Hanson, J., Harder, T., Hardwick, T., Haris, K., Harms, J., Harry, G. M., Harry, I. W., Hasskew, R. K., Haster, C. J., Haughian, K., Hayes, F. J., Healy, J., Heidmann, A., Heintze, M. C., Heitmann, H., Hellman, F., Hello, P., Hemming, G., Hendry, M., Heng, I. S., Hennig, J., Heurs, M., Hild, S., Hinderer, T., Hochheim, S., Hofman, D., Holgado, A. M., Holland, N. A., Holt, K., Holz, D. E., Hopkins, P. ORCID: https://orcid.org/0000-0003-1535-3848, Horst, C., Hough, J., Howell, E. J., Hoy, C. G., Huang, Y., Hübner, M. T., Huerta, E. A., Huet, D., Hughey, B., Hui, V., Husa, S., Huttner, S. H., Huynh-Dinh, T., Idzkowski, B., Iess, A., Inchauspe, H., Ingram, C., Inta, R., Intini, G., Irwin, B., Isa, H. N., Isac, J.-M., Isi, M., Iyer, B. R., Jacqmin, T., Jadhav, S. J., Jani, K., Janthalur, N. N., Jaranowski, P., Jariwala, D., Jenkins, A. C., Jiang, J., Johnson, D. S., Jones, A. W., Jones, D. I., Jones, J. D., Jones, R., Jonker, R. J. G., Ju, L., Junker, J., Kalaghatgi, C. V. ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4688-867X, Kalogera, V., Kamai, B., Kandhasamy, S., Kang, G., Kanner, J. B., Kapadia, S. J., Karathanasis, C., Karki, S., Kashyap, R., Kasprzack, M., Katsanevas, S., Katsavounidis, E., Katzman, W., Kaufer, S., Kawabe, K., Keerthana, N. V., Kéfélian, F., Keitel, D., Kennedy, R., Key, J. S., Khalili, F. Y., Khan, I., Khan, S., Khazanov, E. A., Khetan, N., Khursheed, M., Kijbunchoo, N., Kim, Chunglee, Kim, J. C., Kim, K., Kim, W., Kim, W. S., Kim, Y.-M., Kimball, C., King, P. J., Kinley-Hanlon, M., Kirchhoff, R., Kissel, J. S., Kleybolte, L., Klika, J. H., Klimenko, S., Knowles, T. D., Koch, P., Koehlenbeck, S. M., Koekoek, G., Koley, S., Kondrashov, V., Kontos, A., Koper, N., Korobko, M., Korth, W. Z., Kovalam, M., Kozak, D. B., Krämer, C., Kringel, V., Krishnendu, N., Królak, A., Krupinski, N., Kuehn, G., Kumar, A., Kumar, P., Kumar, Rahul, Kumar, Rakesh, Kuo, L., Kutynia, A., Kwang, S., Lackey, B. D., Laghi, D., Lai, K. H., Lam, T. L., Landry, M., Lane, B. B., 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., Lecoeuche, Y. K., Lee, C. H., Lee, H. K., Lee, H. M., Lee, H. W., Lee, J., Lee, K., Lehmann, J., Lenon, A. K., Leroy, N., Letendre, N., Levin, Y., Li, A., Li, J., Li, K. J. L., Li, T. G. F., Li, X., Lin, F., Linde, F., Linker, S. D., Littenberg, T. B., Liu, J., Liu, X., Llorens-Monteagudo, M., Lo, R. K. L., London, L. T., Longo, A., Lorenzini, M., Loriette, V., Lormand, M., Losurdo, G., Lough, J. D., Lousto, C. O., Lovelace, G., Lower, M. E., Lück, H., Lumaca, D., Lundgren, A. P., Lynch, R., Ma, Y., Macas, R., Macfoy, S., MacInnis, M., Macleod, D. M. ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1395-8694, Macquet, A., Hernandez, I. Magaña, Magaña-Sandoval, F., Magee, R. M., Majorana, E., Maksimovic, I., Malik, A., Man, N., Mandic, V., Mangano, V., Mansell, G. L., Manske, M., Mantovani, M., Mapelli, M., Marchesoni, F., Marion, F., Márka, S., Márka, Z., Markakis, C., Markosyan, A. S., Markowitz, A., Maros, E., Marquina, A., Marsat, S., Martelli, F., Martin, I. W., Martin, R. M., Martinez, V., Martynov, D. V., Masalehdan, H., Mason, K., Massera, E., Masserot, A., Massinger, T. J., Masso-Reid, M., Mastrogiovanni, S., Matas, A., Matichard, F., Matone, L., Mavalvala, N., McCann, J. J., McCarthy, R., McClelland, D. E., McCormick, S., McCuller, L., McGuire, S. C., McIsaac, C., McIver, J., McManus, D. J., McRae, T., McWilliams, S. T., Meacher, D., Meadors, G. D., Mehmet, M., Mehta, A. K., Meidam, J., Villa, E. Mejuto, Melatos, A., Mendell, G., Mercer, R. A., Mereni, L., Merfeld, K., Merilh, E. L., Merzougui, M., Meshkov, S., Messenger, C., Messick, C., Messina, F., Metzdorff, R., Meyers, P. M., Meylahn, F., Miani, A., Miao, H., Michel, C., Middleton, H., Milano, L., Miller, A. L., Millhouse, M., Mills, J. C. ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0808-7804, Milovich-Goff, M. C., Minazzoli, O., Minenkov, Y., Mishkin, A., Mishra, C., Mistry, T., Mitra, S., Mitrofanov, V. 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E., Pagano, G., Page, M. A., Pagliaroli, G., Pai, A., Pai, S. A., Palamos, J. R., Palashov, O., Palomba, C., Pan, H., Panda, P. K., Pang, P. T. H., Pankow, C., Pannarale, F., Pant, B. C., Paoletti, F., Paoli, A., Parida, A., Parker, W., Pascucci, D., Pasqualetti, A., Passaquieti, R., Passuello, D., Patil, M., Patricelli, B., Payne, E., Pearlstone, B. L., Pechsiri, T. C., Pedersen, A. J., Pedraza, M., Pedurand, R., Pele, A., Penn, S., Perego, A., Perez, C. J., Périgois, C., Perreca, A., Petermann, J., Pfeiffer, H. P., Phelps, M., Phukon, K. S., Piccinni, O. J., Pichot, M., Piergiovanni, F., Pierro, V., Pillant, G., Pinard, L., Pinto, I. M., Pirello, M., Pitkin, M., Plastino, W., Poggiani, R., Pong, D. Y. T., Ponrathnam, S., Popolizio, P., Porter, E. K., Powell, J., Prajapati, A. K., Prasad, J., Prasai, K., Prasanna, R., Pratten, G., Prestegard, T., Principe, M., Prodi, G. A., Prokhorov, L., Punturo, M., Puppo, P., Pürrer, M., Qi, H., Quetschke, V., Quinonez, P. J., Raab, F. J., Raaijmakers, G., Radkins, H., Radulesco, N., Raffai, P., Raja, S., Rajan, C., Rajbhandari, B., Rakhmanov, M., Ramirez, K. E., Ramos-Buades, A., Rana, Javed, Rao, K., Rapagnani, P., Raymond, V. ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0066-0095, Razzano, M., Read, J., Regimbau, T., Rei, L., Reid, S., Reitze, D. H., Rettegno, P., Ricci, F., Richardson, C. J., Richardson, J. W., Ricker, P. M., Riemenschneider, G., Riles, K., Rizzo, M., Robertson, N. A., Robinet, F., Rocchi, A., Rolland, L., Rollins, J. G., Roma, V. J., Romanelli, M., Romano, J., Romano, R., Romel, C. L., Romie, J. H., Rose, C. A., Rose, D., Rose, K., Rosi?ska, D., Rosofsky, S. G., Ross, M. P., Rowan, S., Rüdiger, A., Ruggi, P., Rutins, G., Ryan, K., Sachdev, S., Sadecki, T., Sakellariadou, M., Salafia, O. S., Salconi, L., Saleem, M., Samajdar, A., Sammut, L., Sanchez, E. J., Sanchez, L. E., Sanchis-Gual, N., Sanders, J. R., Santiago, K. A., Santos, E., Sarin, N., Sassolas, B., Sathyaprakash, B. S. ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3845-7586, Sauter, O., Savage, R. L., Schale, P., Scheel, M., Scheuer, J., Schmidt, P., Schnabel, R., Schofield, R. M. S., Schönbeck, A., Schreiber, E., Schulte, B. W., Schutz, B. F. ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9487-6983, Scott, J., Scott, S. M., Seidel, E., Sellers, D., Sengupta, A. S., Sennett, N., Sentenac, D., Sequino, V., Sergeev, A., Setyawati, Y., Shaddock, D. A., Shaffer, T., Shahriar, M. S., Shaner, M. B., Sharma, A., Sharma, P., Shawhan, P., Shen, H., Shink, R., Shoemaker, D. H., Shoemaker, D. M., Shukla, K., ShyamSundar, S., Siellez, K., Sieniawska, M., Sigg, D., Singer, L. P., Singh, D., Singh, N., Singhal, A., Sintes, A. M., Sitmukhambetov, S., Skliris, V., Slagmolen, B. J. J., Slaven-Blair, T. J., Smith, J. R., Smith, R. J. E., Somala, S., Son, E. J., Soni, S., Sorazu, B., Sorrentino, F., Souradeep, T., Sowell, E., Spencer, A. P., Spera, M., Srivastava, A. K., Srivastava, V., Staats, K., Stachie, C., Standke, M., Steer, D. A., Steinke, M., Steinlechner, J., Steinlechner, S., Steinmeyer, D., Stevenson, S. P., Stocks, D., Stone, R., Stops, D. J., Strain, K. A., Stratta, G., Strigin, S. E., Strunk, A., Sturani, R., Stuver, A. L., Sudhir, V., Summerscales, T. Z., Sun, L., Sunil, S., Sur, A., Suresh, J., Sutton, P. J. ORCID: https://orcid.org/0000-0003-1614-3922, Swinkels, B. L., Szczepa?czyk, M. J., Tacca, M., Tait, S. C., Talbot, C., Tanner, D. B., Tao, D., Tápai, M., Tapia, A., Tasson, J. D., Taylor, R., Tenorio, R., Terkowski, L., Thomas, M., Thomas, P., Thondapu, S. R., Thorne, K. A., Thrane, E., Tiwari, Shubhanshu, Tiwari, Srishti, Tiwari, V., Toland, K., Tonelli, M., Tornasi, Z., Torres-Forné, A., Torrie, C. I., Töyrä, D., Travasso, F., Traylor, G., Tringali, M. C., Tripathee, A., Trovato, A., Trozzo, L., Tsang, K. W., Tse, M., Tso, R., Tsukada, L., Tsuna, D., Tsutsui, T., Tuyenbayev, D., Ueno, K., Ugolini, D., Unnikrishnan, C. S., Urban, A. L., Usman, S. 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L., Willke, B., Winkler, W., Wipf, C. C., Wittel, H., Woan, G., Woehler, J., Wofford, J. K., Wright, J. L., Wu, D. S., Wysocki, D. M., Xiao, S., Xu, R., Yamamoto, H., Yancey, C. C., Yang, L., Yang, Y., Yang, Z., Yap, M. J., Yazback, M., Yeeles, D. W., Yu, Hang, Yu, Haocun, Yuen, S. H. R., Zadro?ny, A. K., Zadro?ny, A., Zanolin, M., Zelenova, T., Zendri, J.-P., Zevin, M., Zhang, J., Zhang, L., Zhang, T., Zhao, C., Zhao, G., Zhou, M., Zhou, Z., Zhu, X. J., Zimmerman, A. B., Zucker, M. E. and Zweizig, J. 2021. A gravitational-wave measurement of the Hubble constant following the second observing run of Advanced LIGO and Virgo. Astrophysical Journal 909 (2) , 218. 10.3847/1538-4357/abdcb7

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Abstract

This paper presents the gravitational-wave measurement of the Hubble constant (H0) using the detections from the first and second observing runs of the Advanced LIGO and Virgo detector network. The presence of the transient electromagnetic counterpart of the binary neutron star GW170817 led to the first standard-siren measurement of H0. Here we additionally use binary black hole detections in conjunction with galaxy catalogs and report a joint measurement. Our updated measurement is H0 = ${69}_{-8}^{+16}$ km s−1 Mpc−1 (68.3% of the highest density posterior interval with a flat-in-log prior) which is an improvement by a factor of 1.04 (about 4%) over the GW170817-only value of ${69}_{-8}^{+17}$ km s−1 Mpc−1. A significant additional contribution currently comes from GW170814, a loud and well-localized detection from a part of the sky thoroughly covered by the Dark Energy Survey. With numerous detections anticipated over the upcoming years, an exhaustive understanding of other systematic effects are also going to become increasingly important. These results establish the path to cosmology using gravitational-wave observations with and without transient electromagnetic counterparts.

Item Type: Article
Date Type: Publication
Status: Published
Schools: Physics and Astronomy
Publisher: American Astronomical Society
ISSN: 0004-637X
Date of First Compliant Deposit: 14 April 2021
Date of Acceptance: 11 December 2020
Last Modified: 05 Jan 2024 05:17
URI: https://orca.cardiff.ac.uk/id/eprint/140476

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