The Lunar Gravitational-wave Antenna: mission studies and science case
Issued Date
2025-01-01
Resource Type
eISSN
14757516
Scopus ID
2-s2.0-85217886740
Journal Title
Journal of Cosmology and Astroparticle Physics
Volume
2025
Issue
1
Rights Holder(s)
SCOPUS
Bibliographic Citation
Journal of Cosmology and Astroparticle Physics Vol.2025 No.1 (2025)
Suggested Citation
Ajith P., Seoane P.A., Sedda M.A., Arcodia R., Badaracco F., Banerjee B., Belgacem E., Benetti G., Benetti S., Bobrick A., Bonforte A., Bortolas E., Braito V., Branchesi M., Burrows A., Cappellaro E., Ceca R.D., Chakraborty C., Subrahmanya S.C., Coughlin M.W., Covino S., Derdzinski A., Doshi A., Falanga M., Foffa S., Franchini A., Frigeri A., Futaana Y., Gerberding O., Gill K., Giovanni M.D., Giudice I.F., Giustini M., Gläser P., Harms J., van Heijningen J., Iacovelli F., Kavanagh B.J., Kawamura T., Kenath A., Keppler E.A., Kobayashi C., Komatsu G., Korol V., Krishnendu N.V., Kumar P., Longo F., Maggiore M., Mancarella M., Maselli A., Mastrobuono-Battisti A., Mazzarini F., Melandri A., Melini D., Menina S., Miniutti G., Mitra D., Morán-Fraile J., Mukherjee S., Muttoni N., Olivieri M., Onori F., Papa M.A., Patat F., Perali A., Piran T., Piranomonte S., Pol A.R., Pookkillath M.C., Prasad R., Prasad V., Rosa A.D., Chowdhury S.R., Serafinelli R., Sesana A., Severgnini P., Stallone A., Tissino J., Tkalčić H., Tomasella L., Toscani M., Vartanyan D., Vignali C., Zaccarelli L., Zeoli M., Zuccarello L. The Lunar Gravitational-wave Antenna: mission studies and science case. Journal of Cosmology and Astroparticle Physics Vol.2025 No.1 (2025). doi:10.1088/1475-7516/2025/01/108 Retrieved from: https://repository.li.mahidol.ac.th/handle/123456789/105385
Title
The Lunar Gravitational-wave Antenna: mission studies and science case
Author(s)
Ajith P.
Seoane P.A.
Sedda M.A.
Arcodia R.
Badaracco F.
Banerjee B.
Belgacem E.
Benetti G.
Benetti S.
Bobrick A.
Bonforte A.
Bortolas E.
Braito V.
Branchesi M.
Burrows A.
Cappellaro E.
Ceca R.D.
Chakraborty C.
Subrahmanya S.C.
Coughlin M.W.
Covino S.
Derdzinski A.
Doshi A.
Falanga M.
Foffa S.
Franchini A.
Frigeri A.
Futaana Y.
Gerberding O.
Gill K.
Giovanni M.D.
Giudice I.F.
Giustini M.
Gläser P.
Harms J.
van Heijningen J.
Iacovelli F.
Kavanagh B.J.
Kawamura T.
Kenath A.
Keppler E.A.
Kobayashi C.
Komatsu G.
Korol V.
Krishnendu N.V.
Kumar P.
Longo F.
Maggiore M.
Mancarella M.
Maselli A.
Mastrobuono-Battisti A.
Mazzarini F.
Melandri A.
Melini D.
Menina S.
Miniutti G.
Mitra D.
Morán-Fraile J.
Mukherjee S.
Muttoni N.
Olivieri M.
Onori F.
Papa M.A.
Patat F.
Perali A.
Piran T.
Piranomonte S.
Pol A.R.
Pookkillath M.C.
Prasad R.
Prasad V.
Rosa A.D.
Chowdhury S.R.
Serafinelli R.
Sesana A.
Severgnini P.
Stallone A.
Tissino J.
Tkalčić H.
Tomasella L.
Toscani M.
Vartanyan D.
Vignali C.
Zaccarelli L.
Zeoli M.
Zuccarello L.
Seoane P.A.
Sedda M.A.
Arcodia R.
Badaracco F.
Banerjee B.
Belgacem E.
Benetti G.
Benetti S.
Bobrick A.
Bonforte A.
Bortolas E.
Braito V.
Branchesi M.
Burrows A.
Cappellaro E.
Ceca R.D.
Chakraborty C.
Subrahmanya S.C.
Coughlin M.W.
Covino S.
Derdzinski A.
Doshi A.
Falanga M.
Foffa S.
Franchini A.
Frigeri A.
Futaana Y.
Gerberding O.
Gill K.
Giovanni M.D.
Giudice I.F.
Giustini M.
Gläser P.
Harms J.
van Heijningen J.
Iacovelli F.
Kavanagh B.J.
Kawamura T.
Kenath A.
Keppler E.A.
Kobayashi C.
Komatsu G.
Korol V.
Krishnendu N.V.
Kumar P.
Longo F.
Maggiore M.
Mancarella M.
Maselli A.
Mastrobuono-Battisti A.
Mazzarini F.
Melandri A.
Melini D.
Menina S.
Miniutti G.
Mitra D.
Morán-Fraile J.
Mukherjee S.
Muttoni N.
Olivieri M.
Onori F.
Papa M.A.
Patat F.
Perali A.
Piran T.
Piranomonte S.
Pol A.R.
Pookkillath M.C.
Prasad R.
Prasad V.
Rosa A.D.
Chowdhury S.R.
Serafinelli R.
Sesana A.
Severgnini P.
Stallone A.
Tissino J.
Tkalčić H.
Tomasella L.
Toscani M.
Vartanyan D.
Vignali C.
Zaccarelli L.
Zeoli M.
Zuccarello L.
Author's Affiliation
College of Science and Engineering
Gran Sasso Science Institute
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Trieste
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Genova
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano-Bicocca
Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Pisa
Heidelberg Institute for Theoretical Studies (HITS GmbH)
Christ University
MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research
Vidyasagar College
INAF Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica, Bologna
Laboratori Nazionali del Gran Sasso
St. Xavier's College, Kolkata
European Space Astronomy Centre
International Space Science Institute
University of Hertfordshire
Sapienza Università di Roma
Tata Institute of Fundamental Research, Mumbai
GEPI - Galaxies, Etoiles, Physique, Instrumentation
Osservatorio Astronomico di Padova
Istituto Nazionale Di Astrofisica, Rome
Osservatorio Astronomico di Brera
Universität Hamburg
Alma Mater Studiorum Università di Bologna
The University of Edinburgh
Università degli Studi di Camerino
Southern Federal University
Università degli Studi di Genova
Osservatorio Astronomico di Roma
FOM-Institute of Subatomic Physics - NIKHEF
European Southern Observatory
Max Planck Institute for Astrophysics
Technion - Israel Institute of Technology
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare - INFN
Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
University of Bern
Centre de Physique Theorique
Università degli Studi di Trieste
Università degli Studi di Napoli Federico II
Manipal Academy of Higher Education
Università di Trento
Mahidol University
Universität Zürich
Università degli Studi di Milano-Bicocca
Technische Universität Berlin
Universitat Politècnica de València
The Australian National University
Vrije Universiteit Amsterdam
Hebrew University of Jerusalem
Osservatorio Astronomico di Capodimonte
Rice University
Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover
Instiutet för rymdfysik
Université de Genève
University of G. d'Annunzio Chieti and Pescara
Vanderbilt University
CSIC-UC - Instituto de Física de Cantabria (IFCA)
L'Observatoire de Paris
Princeton University
Carnegie Observatories
Institut de Physique du Globe de Paris
Université Catholique de Louvain
Università degli Studi di Padova
Istituto Nazionale Di Geofisica E Vulcanologia, Rome
Fisk University
Precision Mechatronics Laboratory
Gran Sasso Science Institute
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Trieste
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Genova
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Milano-Bicocca
Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Pisa
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Christ University
MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research
Vidyasagar College
INAF Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica, Bologna
Laboratori Nazionali del Gran Sasso
St. Xavier's College, Kolkata
European Space Astronomy Centre
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Sapienza Università di Roma
Tata Institute of Fundamental Research, Mumbai
GEPI - Galaxies, Etoiles, Physique, Instrumentation
Osservatorio Astronomico di Padova
Istituto Nazionale Di Astrofisica, Rome
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Università degli Studi di Genova
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FOM-Institute of Subatomic Physics - NIKHEF
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Max Planck Institute for Astrophysics
Technion - Israel Institute of Technology
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare - INFN
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Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
University of Bern
Centre de Physique Theorique
Università degli Studi di Trieste
Università degli Studi di Napoli Federico II
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Mahidol University
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Osservatorio Astronomico di Capodimonte
Rice University
Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover
Instiutet för rymdfysik
Université de Genève
University of G. d'Annunzio Chieti and Pescara
Vanderbilt University
CSIC-UC - Instituto de Física de Cantabria (IFCA)
L'Observatoire de Paris
Princeton University
Carnegie Observatories
Institut de Physique du Globe de Paris
Université Catholique de Louvain
Università degli Studi di Padova
Istituto Nazionale Di Geofisica E Vulcanologia, Rome
Fisk University
Precision Mechatronics Laboratory
Corresponding Author(s)
Other Contributor(s)
Abstract
The Lunar Gravitational-wave Antenna (LGWA) is a proposed array of next-generation inertial sensors to monitor the response of the Moon to gravitational waves (GWs). Given the size of the Moon and the expected noise produced by the lunar seismic background, the LGWA would be able to observe GWs from about 1 mHz to 1 Hz. This would make the LGWA the missing link between space-borne detectors like LISA with peak sensitivities around a few millihertz and proposed future terrestrial detectors like Einstein Telescope or Cosmic Explorer. In this article, we provide a first comprehensive analysis of the LGWA science case including its multi-messenger aspects and lunar science with LGWA data. We also describe the scientific analyses of the Moon required to plan the LGWA mission.