The ejected mass distribution of Type Ia supernovae: a significant rate of non-Chandrasekhar-mass progenitors

The ejected mass distribution of Type Ia supernovae (SNe Ia) directly probes progenitor evolutionary history and explosion mechanisms, with implications for their use as cosmological probes. Although the Chandrasekhar mass is a natural mass scale for the explosion of white dwarfs as SNe Ia, models allowing SNe Ia to explode at other masses have attracted much recent attention. Using an empirical relation between the ejected mass and the light-curve width, we derive ejected masses Mej and 56Ni masses MNi for a sample of 337 SNe Ia with redshifts z <0.7 used in recent cosmological analyses. We use hierarchical Bayesian inference to reconstruct the joint Mej-MNi distribution, accounting for measurement errors. The inferred marginal distribution of Mej has a long tail towards sub-Chandrasekhar masses, but cuts off sharply above 1.4 M⊙. Our results imply that 25-50 per cent of normal SNe Ia are inconsistent with Chandrasekhar-mass explosions, with almost all of these being sub-Chandrasekhar mass; super-Chandrasekhar-mass explosions make up no more than 1 per cent of all spectroscopically normal SNe Ia. We interpret the SN Ia width-luminosity relation as an underlying relation between Mej and MNi, and show that the inferred relation is not naturally explained by the predictions of any single known explosion mechanism.

Locations of peculiar supernovae as a diagnostic of their origins

We put constraints on the properties of the progenitors of peculiar calcium-rich transients using the distribution of locations within their host galaxies. We confirm that this class of transients do not follow the galaxy stellar mass profile and are more likely to be found in remote locations of their apparent hosts. We test the hypothesis that these transients are from low-metallicity progenitors by comparing their spatial distributions with the predictions of self-consistent cosmological simulations that include star formation and chemical enrichment. We find that while metal-poor stars and our transient sample show a consistent preference for large offsets, metallicity alone cannot explain the extreme cases. Invoking a lower age limit on the progenitor helps to improve the match, indicating these events may result from a very old metal-poor population. We also investigate the radial distribution of globular cluster systems, and show that they too are consistent with the class of calcium-rich transients. Because photometric upper limits exist for globular clusters for some members of the class, a production mechanism related to the dense environment of globular clusters is not favoured for the calcium-rich events. However, the methods developed in this paper may be used in the future to constrain the effects of low metallicity on radially distant core-collapse events or help establish a correlation with globular clusters for other classes of peculiar explosions.

A comparative study of Type II-P and II-L supernova rise times as exemplified by the case of LSQ13cuw

We report on our findings based on the analysis of observations of the Type II-L supernova LSQ13cuw within the framework of currently accepted physical predictions of core-collapse supernova explosions. LSQ13cuw was discovered within a day of explosion, hitherto unprecedented for Type II-L supernovae. This motivated a comparative study of Type II-P and II-L supernovae with relatively well-constrained explosion epochs and rise times to maximum (optical) light. From our sample of twenty such events, we find evidence of a positive correlation between the duration of the rise and the peak brightness. On average, SNe II-L tend to have brighter peak magnitudes and longer rise times than SNe II-P. However, this difference is clearest only at the extreme ends of the rise time versus peak brightness relation. Using two different analytical models, we performed a parameter study to investigate the physical parameters that control the rise time behaviour. In general, the models qualitatively reproduce aspects of the observed trends. We find that the brightness of the optical peak increases for larger progenitor radii and explosion energies, and decreases for larger masses. The dependence of the rise time on mass and explosion energy is smaller than the dependence on the progenitor radius. We find no evidence that the progenitors of SNe II-L have significantly smaller radii than those of SNe II-P.

Observation of the inhomogeneous spatial distribution of MeV ions accelerated by the hydrodynamic ambipolar expansion of clusters

An inhomogeneous spatial distribution of laser accelerated carbon/oxygen ions produced via the hydrodynamic ambipolar expansion of CO₂ clusters has been measured by using CR-39 detectors. An inhomogeneous etch pits spatial distribution has appeared on the etched CR-39 detector installed on the laser propagation direction, while homogeneous ones are appeared on those installed at 45°and 90°from the laser propagation direction. From the range of ions in CR-39 obtained by using the multi-step etching technique, the averaged energies of carbon/oxygen ions for all directions are determined as 0.78 ± 0.09 MeV/n. The number of ions in the laser propagation direction is about 1.5 times larger than those in other directions. The inhomogeneous etch pits spatial distribution in the laser propagation direction could originate from an ion beam collimation and modulation by the effect of electromagnetic structures created in the laser plasma.

SN 2011dh: DISCOVERY OF A TYPE IIb SUPERNOVA FROM A COMPACT PROGENITOR IN THE NEARBY GALAXY M51

On 2011 May 31 UT a supernova (SN) exploded in the nearby galaxy M51 (the Whirlpool Galaxy). We discovered this event using small telescopes equipped with CCD cameras and also detected it with the Palomar Transient Factory survey, rapidly confirming it to be a Type II SN. Here, we present multi-color ultraviolet through infrared photometry which is used to calculate the bolometric luminosity and a series of spectra. Our early-time observations indicate that SN 2011dh resulted from the explosion of a relatively compact progenitor star. Rapid shock-breakout cooling leads to relatively low temperatures in early-time spectra, compared to explosions of red supergiant stars, as well as a rapid early light curve decline. Optical spectra of SN 2011dh are dominated by H lines out to day 10 after explosion, after which He I lines develop. This SN is likely a member of the cIIb (compact IIb) class, with progenitor radius larger than that of SN 2008ax and smaller than the eIIb (extended IIb) SN 1993J progenitor. Our data imply that the object identified in pre-explosion Hubble Space Telescope images at the SN location is possibly a companion to the progenitor or a blended source, and not the progenitor star itself, as its radius (~1013 cm) would be highly inconsistent with constraints from our post-explosion spectra.

Photoionization cross section calculations for the halogen-like ions Kr + and Xe +

Photoionization cross section calculations on the halogen-like ions; Kr + and Xe + have been performed for a photon energy range from each ion threshold to 15 eV, using large-scale close-coupling calculations within the Dirac--Coulomb R -matrix approximation. The results from our theoretical work are compared with recent measurements made at the ASTRID merged-beam set-up at the University of Aarhus in Denmark and from the Fourier transform ion cyclotron resonance trap method at the SOLEIL synchrotron radiation facility in Saint-Aubin, France Bizau et al (2011 J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 44 055205) and the advanced light source M{ü}ller (2012 private communication), Aguliar et al (2012 J. Phys.: Conf. Ser . at press). For each of these complex ions our theoretical cross section results over the photon energy range investigated are seen to be in excellent agreement with experiment. Resonance energy positions and quantum defects of the prominent Rydberg resonances series identified in the spectra are compared with experiment for these complex halogen-like ions.

Photoionization cross sections for the trans-iron element Se + from 18 to 31 eV

Absolute photoionization cross-section calculations are presented for Se + using large-scale close-coupling calculations within the Breit--Pauli and Dirac--Coulomb R -matrix approximations. The results from our theoretical work are compared with recent measurements (Esteves 2010 PhD Thesis publication number AAI3404727, University of Reno, NV, USA; Sterling et al 2011 J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 44 025701; Esteves et al 2011 Phys. Rev. A 84 013406) made at the advanced light source (ALS) radiation facility in Berkeley, CA, USA. We report on results for the photon energy range 18.0--31.0 eV, which spans the ionization thresholds of the 4 S o 3/2 ground state and the low-lying 2 D o 5/2,3/2 and 2 P o 3/2,1/2 metastable states. Metastable fractions are inferred from our present work. Resonance energies and quantum defects of the prominent Rydberg resonances series identified in the spectra are compared for the 4p → n d transitions with the recent ALS experimental measurements made on this complex trans-iron element.

Electron-impact excitation of Xe 26+ and its resultant spectral signature

We have carried out a 129 close-coupling level Dirac-Coulomb R-matrix calculation for the electron-impact excitation of Ni-like Xe. We have utilized this data to generate the spectral signature of Xe26+ in terms of feature photon-emissivity coefficients (F-PεCs). We have compared these F-PεCs with those generated using semi-relativistic plane-wave Born excitation data, which forms the heavy species baseline for the Atomic Data and Analysis Structure (ADAS), We find that the Born-based F-PεCs give a reasonable qualitative description of the spectral signature but that, quantitatively, the R-matrix-based F-PεCs differ by up to a factor of 2. The spectral signature of heavy species is key to diagnosing hot plasmas such as will be found in the International Thermonuclear Experimental Reactor.

Experimental and theoretical photoionization cross sections for Se + from 18 eV to 31 eV

Absolute Se photoionization cross-section measurements and Dirac-Coulomb R -matrix calculations are reported for the photon energy range 18.0 eV – 31.0 eV, which spans the ionization thresholds of the 4 S 0 3/2 ground state and the low-lying 2 D 0 3/2,5/2 and 2 P 0 1/2,3/2 metastable states. The determination of the photoionization and recombination properties of n -capture element ions is motivated by their astrophysical detection and the importance of their elemental abundances in testing theories of nucleosynthesis and stellar structure.

High-resolution photoionization of Xe + ions: Experiment and theory

High-resolution photoionization measurements of Xe + ions have been performed at the Advanced Light Source in Berkeley, California, USA. The experimental cross sections are compared with results from Dirac-Coulomb R-matrix calculations.

Monte Carlo studies of phase transitions and adsorption : application to n-6 Lennard-Jones, C60 and zeolite systems

The solid-fluid transition properties of the n - 6 Lennard-Jones system are studied by means of extensive free energy calculations. Different values of the parameter n which regulates the steepness of the short-range repulsive interaction are investigated. Furthermore, the free energies of the n < 12 systems are calculated using the n = 12 system as a reference. The method relies on a generalization of the multiple histogram method that combines independent canonical ensemble simulations performed with different Hamiltonians and computes the free energy difference between them. The phase behavior of the fullerene C60 solid is studied by performing NPT simulations using atomistic models which treat each carbon in the molecule as a separate interaction site with additional bond charges. In particular, the transition from an orientationally frozen phase at low temperatures to one where the molecules are freely rotating at higher temperatures is studied as a function of applied pressure. The adsorption of molecular hydrogen in the zeolite NaA is investigated by means of grand-canonical Monte Carlo, in a wide range of temperatures and imposed gas pressures, and results are compared with available experimental data. A potential model is used that comprises three main interactions: van der Waals, Coulomb and induced polarization by the permanent electric field in the zeolite.

Mass-wasting episodes in the geological evolution of the Azores islands : timing, recurrence, mechanisms and consequence

Tese de doutoramento (co-tutela), Geologia (Geodinâmica Interna), Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, Faculté des Sciences D’Orsay-Université Paris-Sud, 2014

Visualizing control systems performance: A fractional perspective

This article presents a novel method for visualizing the control systems behavior. The proposed scheme uses the tools of fractional calculus and computes the signals propagating within the system structure as a time/frequency-space wave. Linear and nonlinear closed-loop control systems are analyzed, for both the time and frequency responses, under the action of a reference step input signal. Several nonlinearities, namely, Coulomb friction and backlash, are also tested. The numerical experiments demonstrate the feasibility of the proposed methodology as a visualization tool and motivate its extension for other systems and classes of nonlinearities.

« Chantz royaulx, ballades, rondeaulx et epigrammes » présentés au « puy, à l'honneur et reverence de l'Immaculée Conception de la tres sacrée mere de Dieu, nostre redempteur... le dymenche.XIIIIE. jour de decembre, l'an mil cinq centz trente troys, à Rouen, au couvent des Carmes ».

Contient : 1 « Ballade » ; 2 « Rondeau » ; « Chantz royaulx » ; 3 « Concept sans coulpe en heureuse innocence ». « NICOLE BOYSSEL » ; 4 « La fleur du thym preparée à la mouche ». « FRANÇOYS SAGON » ; 5 « Manne rendant espoir, santé et vie ». « GUILLAUME THIBAULT » ; 6 « Bien souverain de bonté souveraine ». « THOMAS LE PREVOST » ; 7 « Signe luysant à la ligne ecliptique ». « GUILLAUME LE TELLYER » ; 8 « Par droict divin divinement conceue ». « GEFFROY LE PREVOST » ; 9 « L'heronde où gist du printemps le vray signe ». « SANSON DE CAGROFY » ; 10 « Le rond aneau faict pour le cours solaire ». « JEHAN DE BOISSAY » ; 11 « Promesse en grace et purité concene ». « LESCARRE » ; 12 « La verité sur tous est la plus forte ». « SEVYNGUEHEN » ; 13 « La saincte vierge où Dieu print chair humaine ». « PIERRES GAULTIER » ; 14 « La clere estelle, en plain jour lumyneuse ». « ROMMAIN DU VAL » ; 15 « L'estoille clere, en lumyere parfaicte ». « HERNEUS FIERABRAS » ; 16 « Au cueur d'yver le rossignol qui chante ». « GUILLAUME DE MONTIVILLER » ; 17 « Conception où grace est prevenue ». « G. HAUDENT » ; 18 « Des serfz conceue et jamais ne fut serve ». « P. DE VILLY » ; 19 « L'eau vive et pure, aux humains salutaire » ; 20 « Le cler vaisseau de pur verre infrangible ». « JAQUES SYREULDE » ; 21 « Contre peché pure et saincte par grace ». « LE TELLYER » ; 22 « Feu conservé en purité ardante ». « NYCOLE DUPUYS » ; 23 « Ung corps humain, exempt de tache humaine ». « FLORENT COPPIN » ; 24 « Claire phiale, entiere et infrangible ». « JEHAN HEUZE » ; 25 « D'humeur impur ambre pure formée ». « P. BERNARD » ; 26 « La cyre vierge où Dieu print forme humaine ». « LE GALLOYS » ; 27 « Ame divine, en corps humain infuse ». « JEHAN BOUST » ; 28 « Le blanc coulomb portant l'espoir de vie ». « JEHAN LE ROUX » ; 29 « L'isle royalle en vertuz florissante ». « MICHEL HEURTAULT » ; 30 « Ung corps humain franc de macule humaine ». « JEHAN COUPPEL » ; 31 « L'honneur du filz, de la mere et du pere ». « SYMON LE DOULX » ; 32 « La haulte clef de nature parfaicte ». « PIERRE FERE » ; 33 « Seule conceue en parfaicte semence ». « JAQUES SPALLART » ; 34 « Le corps formé à divine semblance ». « LAMBERT MESNARD » ; 35 « Corps oultre loy exempt de tache humaine ». « JEHAN THYBAULD » ; 36 « L'aube du jour, resjouyssant nature ». « HENRY MALLET » ; 37 « Sans offenser humanité divine ». « JEHAN OUYN » ; 38 « Port gracieux et havre salutaire ». « GUIEFFROY BARBEL DE HONNEFLEU » ; 39 « Basme excellent rendant aux mortz la vie ». « P. DU VAL » ; 40 « Le riche mont, le plus complect du monde ». « JEHAN DU MONT » ; 41 « La palme, lys, le signet ou la rose ». « CANNILLET » ; 42 « Le grand blason des bottines Gaultier ». « CACHELEU » ; « Ballades » ; 43 « Femme humaine en divine grace ». « THOMAS LE PREVOST » ; 44 « De deux pierres une estincelle ». « AVRIL » ; 45 « Concept et grace tout ensemble ». « GUILLAUME TYBAULD » ; 46 « La forte espouse du tres fort ». « GUILLAUME LE TELLYER » ; 47 « La plus excellente du monde ». « SANSON DE CAGROFY » ; 48 « Plus necte que pupille d'oeil ». « FR. SAGON » ; 49 « Grace est entierement pour moy ». « JEHAN HEUZE » ; 50 « Fille à mon filz, mere à mon pere ». « JAQUES SIREULDE » ; 51 « Possible à luy et non à moy ». « P. BENARD » ; 52 « Purité, innocence et grace ». « FLORENT COPPIN » ; 53 « Mort ne peché n'ont mors sur moy ». « TOURMENTE » ; 54 « Pour porter le fruict de salut ». « JEHAN LE ROUX » ; 55 « La grace de Dieu me suffict ». « LESCARRE » ; 56 « Volla saine et sauve au desert ». « LE TELLYER » ; 57 « Amour et vertu joinctz ensemble ». « SYMON LE DOULX » ; 58 « Cerve entre chiens de mort exempte ». « JOHANNES BOUST » ; 59 « Pour veoir en chair divinité ». « GEFFROY LE PREVOST » ; 60 « Conceue en grace immensurable ». « SEVYNGUEHEN » ; 61 « L'horloge pour l'heure certaine ». « JEHAN DE BOISSAY » ; 62 « Grace divine te conduict ». « ADRIEN LE PREVOST » ; 63 « Marie fut conceue en grace ». « GUILLAUME HAUDENT » ; 64 « Femme sans macule conceue ». « ROMMAIN DU VAL » ; 65 « Amour, vertu, grace et honneur ». « MYSONART » ; 66 « La fleur du lys entre l'espine ». « JEHAN OUYN » ; 67 « Corps où Dieu print humanité ». « PHILIPPES COUPPEL » ; 68 « Devant le soleil et la lune ». « JEHAN COUPPEL » ; 69 « Conceue en purité parfaicte ». « LE GALLOYS » ; 70 « La plus belle de tout le monde ». « P. GAULTIER » ; 71 « De tous conceups la myeux conceue ». « HENRY MALLET » ; 72 « Le noir ver du tort confondu ». « PIERRES FEREY » ; 73 « L'excellence de ses merveilles ». « MICHEL HEURTAUT » ; 74 « Basme rendant espoir de vie ». « PIERRES DU VAL » ; 75 « D'un corps imparfaict ung parfaict ». « JEHAN TYBAULD » ; 76 « Je suis l'inception de grace ». « JEHAN [C]OQUEREL » ; 77 « Rigueur en grace et mort en vie ». « JAQUES SPALLART » ; 78 « Cappel propre contre tous ventz ». « THOMAS MAURICE DE CAPPEL » ; 79 « Toute belle en conception ». « CANNYLLET » ; « Rondeaulx », Premiers vers : ; 80 « Par don de grace et par prevention ». « FRANÇOYS SAGON » ; 81 « Seul à part moy qui n'estoit ciel ne lune ». « GUILLAUME THYBAULD » ; 82 « Par droict divin, naturel et humain ». « AVRIL » ; 83 « Ainsy que vous de semblable matiere » ; 84 « Sur tous esleuz qui n'ont qu'en moy facture ». « NICOLE BOYSSEL » ; 85 « Mort et peché pour ung mors trop infame ». « GUILLAUME LE TELLYER » ; 86 « Comme la fleur qui eslieve son oeil ». « SANSON DE CAGROFY » ; 87 « Seule entre tous mon filz m'a tant amée » ; 88 « Pour tous humains j'ay mys à mort la mort ». « TOURMENTE » ; 89 « Pour Dieu, mon filz, second en trinité ». « P. DE VILLY » ; 90 « Seule apres Dieu qui me feist à part mectre ». « SEVYNGUEHEN » ; 91 « Par droict d'amour soubz figure inventée ». « JEHAN LE ROUX » ; 92 « Du bien d'amour qui tout faict et parfaict » ; 93 « Entre deux partz longue a esté la guerre ». « JEHAN DE BOISSAY » ; 94 « Je suis qui suis, commencement et fin ». « GEFFROY LE PREVOST » ; 95 « Au gré du filz le pere omnipotent ». « FLORENT COPPIN » ; 96 « Vierge sans per, qui fuz enluminée ». « LE TELYER » ; 97 « Pour tout certain ung enfant tost lamente ». « JAQUES SPALLART » ; 98 « D'homme et de Dien je prins forme et matiere ». « P. GAULTIER » ; 99 « Le pur bouton en plaisante ornature ». « JEHAN COUPPEL » ; 100 « Gentilz Normandz, soyez fortz et hardys ». « PIERRE TYBERGE » ; 101 « Le roy le veult qu'en mon corps ne soit pris ». « JEHAN COQUEREL » ; 102 « Le basme exquis d'une arbustre distille ». « PIERRE DU VAL » ; 103 « Augré d'amour je prospere et impere ». « ROMMAIN DU VAL » ; 104 « Il fut en luy possible et non en moy ». « P. BERNARD » ; 105 « De trop ne peu mon seul filz et ma vie ». « JO. BOUST » ; 106 « Sus mon honneur, je voys mectre mon ame ». « JEHAN DU MONT » ; 107 « Est il pas vray que je suis toute belle ». « ROBERT BECQUET » ; 108 « De par mon filz qui tout peult en effect ». « JEHAN OUYN » ; 109 « Selon mon gré, ma mere ai retenue ». « GUILLAUMES HAUDENT » ; 110 « Mon Dieu, mon filz, mon espoux et mon pere ». « SYMON LE DOULX » ; 111 « Par mon moyen fut l'erreur confondue ». « JAQUES SIREULDE » ; 112 « Pour l'Eternel qui sur la mort impere ». « MYSONART » ; 113 « Une sans plus au gré de Dieu conceue » ; 114 « Il n'en est plus ne sera de ma race ». « HENRY MALLET » ; 115 « C'est mal parlé de tenir le propoz ». « JEHAN TYBAULD » ; 116 « Viande au feu et nourriture à vers ». « CANNILLET » ; « Chants royaulx » ; 117 « La force en fort monstrant la femme forte ». « JAQUES LE LYEUR » ; 118 « La poulle à fleur du coq noir preservée ». « LESCARRE » ; 119 « Palme, laurier, rose, lys et estelle ». « AVRIL » ; 120 « L'arbre de fresne où le serpent n'attouche ». « DU VAL » ; 121 « Remede en peste et confort en famine ». « SEVYNGUEHEN » ; 122 « Le grand arrest donné en plaine boyse ». « JEHAN BAILLEHACHE » ; 123 « Le sacré corps de la vierge Marie ». « MISTY » ; « Ballades ». Refrains ; 124 « D'ung grand mal j'ay faict ung grand bien ». « JAQUES LE LYEUR » ; 125 « Dieu et nature ont tout bien faict ». « LESCARRE » ; 126 « L'ennemy, la chair et le monde ». « JEHAN DU VAL » ; 127 « La toute belle en chair conceue ». « BOYSSEL » ; 128 « Le fer sans rouil, plus cler qu'argent ». « JEHAN HEUZE » ; 129 « La fleur de beaulté souveraine ». « JEHAN HEUZE » ; 130 « La belle des belles sans sy ». « DE QUIEVRECOURT » ; 131 « La mere Diu, en conchept tres parfouette ». « COPPIN » ; 132 « Fille, femme et mere de grace » ; « Rondeaulx ». Premiers vers ; 133 « En cas d'abuz au grand conseil du roy ». « AVRIL » ; 134 « Il n'est que amour quand il tient en ses laqz ». « JEHAN DU VAL » ; 135 « Quoiqu'on ayct dict, j'ay esté en nature » ; 136 « C'est bien pour moy qui suis mere et pucelle ». « JEHAN HEUZE » ; 137 « Du bien de Dieu, vierge incontaminée »

Decision-making theory applied to India's explosion of a nuclear device in May, 1974

This essay reviews the decision-making process that led to India exploding a nuclear device in May, 1974. An examination of the Analytic, Cybernetic and Cognitive Theories of decision, will enable a greater understanding of the events that led up to the 1974 test. While each theory is seen to be only partially useful, it is only by synthesising the three theories that a comprehensive account of the 1974 test can be given. To achieve this analysis, literature on decision-making in national security issues is reviewed, as well as the domestic and international environment in which involved decisionmakers operated. Finally, the rationale for the test in 1974 is examined. The conclusion revealed is that the explosion of a nuclear device by India in 1974 was primarily related to improving Indian international prestige among Third World countries and uniting a rapidly disintegrating Indian societal consensus. In themselves, individual decision-making theories were found to be of little use, but a combination of the various elements allowed a greater comprehension of the events leading up to the test than might otherwise have been the case.