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Search for gravitational waves emitted from SN 2023ixf

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  • Additional Information
    • Contributors:
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    • Publication Information:
      CCSD
      American Astronomical Society
    • Publication Date:
      2025
    • Collection:
      Archive de l'Observatoire de Paris (HAL)
    • Abstract:
      International audience ; We present the results of a search for gravitational-wave transients associated with core-collapse supernova SN 2023ixf, which was observed in the galaxy Messier 101 via optical emission on 2023 May 19th, during the LIGO-Virgo-KAGRA 15th Engineering Run. We define a five-day on-source window during which an accompanying gravitational-wave signal may have occurred. No gravitational waves have been identified in data when at least two gravitational-wave observatories were operating, which covered $\sim 14\%$ of this five-day window. We report the search detection efficiency for various possible gravitational-wave emission models. Considering the distance to M101 (6.7 Mpc), we derive constraints on the gravitational-wave emission mechanism of core-collapse supernovae across a broad frequency spectrum, ranging from 50 Hz to 2 kHz where we assume the GW emission occurred when coincident data are available in the on-source window. Considering an ellipsoid model for a rotating proto-neutron star, our search is sensitive to gravitational-wave energy $1 \times 10^{-5} M_{\odot} c^2$ and luminosity $4 \times 10^{-5} M_{\odot} c^2/\text{s}$ for a source emitting at 50 Hz. These constraints are around an order of magnitude more stringent than those obtained so far with gravitational-wave data. The constraint on the ellipticity of the proto-neutron star that is formed is as low as $1.04$, at frequencies above $1200$ Hz, surpassing results from SN 2019ejj.
    • Relation:
      info:eu-repo/semantics/altIdentifier/arxiv/2410.16565; ARXIV: 2410.16565; INSPIRE: 2842226
    • Accession Number:
      10.3847/1538-4357/adc681
    • Online Access:
      https://hal.science/hal-04780788
      https://hal.science/hal-04780788v1/document
      https://hal.science/hal-04780788v1/file/Abac_2025_ApJ_985_183.pdf
      https://doi.org/10.3847/1538-4357/adc681
    • Rights:
      info:eu-repo/semantics/OpenAccess
    • Accession Number:
      edsbas.66213C