Estimating the average length of hospitalization due to pneumonia: a fuzzy approach

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

THE INFRARED COLORS OF THE SUN

Solar infrared colors provide powerful constraints on the stellar effective temperature scale, but they must be measured with both accuracy and precision in order to do so. We fulfill this requirement by using line-depth ratios to derive in a model-independent way the infrared colors of the Sun, and we use the latter to test the zero point of the Casagrande et al. effective temperature scale, confirming its accuracy. Solar colors in the widely used Two Micron All Sky Survey (2MASS) JHK(s) and WISE W1-4 systems are provided: (V - J)(circle dot) = 1.198, (V - H)(circle dot) = 1.484, (V - K-s)(circle dot) = 1.560, (J - H)(circle dot) = 0.286, (J - K-s)(circle dot) = 0.362, (H - K-s)(circle dot) = 0.076, (V - W1)(circle dot) = 1.608, (V - W2)(circle dot) = 1.563, (V - W3)(circle dot) = 1.552, and (V - W4)(circle dot) = 1.604. A cross-check of the effective temperatures derived implementing 2MASS or WISE magnitudes in the infrared flux method confirms that the absolute calibration of the two systems agrees within the errors, possibly suggesting a 1% offset between the two, thus validating extant near-and mid-infrared absolute calibrations. While 2MASS magnitudes are usually well suited to derive T-eff, we find that a number of bright, solar-like stars exhibit anomalous WISE colors. In most cases, this effect is spurious and can be attributed to lower-quality measurements, although for a couple of objects (3%+/- 2% of the total sample) it might be real, and may hint at the presence of warm/hot debris disks.

Reddenings of Cepheids

The aim of this work is to derive precise reddenings for 31 Cepheids using multiphase high-resolution spectroscopic observations and literature-derived colors. Each individual reddening value was determined as a difference between the observed (B - V) value and a calculated (B - V) value based on Castelli stellar model atmospheres and atmosphere parameters (effective temperature and gravity) previously determined through high-resolution spectroscopic analysis. This procedure was repeated for all pulsational phases at which spectra were obtained (typically 11 spectra for each star). After that, the mean reddening value for a given Cepheid was obtained. The reddening values derived were compared to values based on the use of distances and multiband photometry, reaching the general conclusion that reddening derived in this manner agrees with those from other methods.

THE UBV(RI)(C) COLORS OF THE SUN

Photometric data in the UBV(RI)(C) system have been acquired for 80 solar analog stars for which we have previously derived highly precise atmospheric parameters T-eff, log g, and [Fe/H] using high-resolution, high signal-to-noise ratio spectra. UBV and (RI)(C) data for 46 and 76 of these stars, respectively, are published for the first time. Combining our data with those from the literature, colors in the UBV(RI) C system, with similar or equal to 0.01 mag precision, are now available for 112 solar analogs. Multiple linear regression is used to derive the solar colors from these photometric data and the spectroscopically derived T-eff, log g, and [Fe/H] values. To minimize the impact of systematic errors in the model-dependent atmospheric parameters, we use only the data for the 10 stars that most closely resemble our Sun, i.e., the solar twins, and derive the following solar colors: (B - V)(circle dot) = 0.653 +/- 0.005, (U - B)(circle dot) = 0.166 +/- 0.022, (V - R)(circle dot) = 0.352 +/- 0.007, and (V - I)(circle dot) = 0.702 +/- 0.010. These colors are consistent, within the 1 sigma errors, with those derived using the entire sample of 112 solar analogs. We also derive the solar colors using the relation between spectral-line-depth ratios and observed stellar colors, i.e., with a completely model-independent approach, and without restricting the analysis to solar twins. We find (B - V)(circle dot) = 0.653 +/- 0.003, (U - B)(circle dot) = 0.158 +/- 0.009, (V - R)(circle dot) = 0.356 +/- 0.003, and (V - I)(circle dot) = 0.701 +/- 0.003, in excellent agreement with the model-dependent analysis.

Self-consistency in non-extensive thermodynamics of highly excited hadronic states

The self-consistency of a thermodynamical theory for hadronic systems based on the non-extensive statistics is investigated. We show that it is possible to obtain a self-consistent theory according to the asymptotic bootstrap principle if the mass spectrum and the energy density increase q-exponentially. A direct consequence is the existence of a limiting effective temperature for the hadronic system. We show that this result is in agreement with experiments. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

ATMOSPHERIC RETRIEVAL ANALYSIS OF THE DIRECTLY IMAGED EXOPLANET HR 8799b

Directly imaged exoplanets are unexplored laboratories for the application of the spectral and temperature retrieval method, where the chemistry and composition of their atmospheres are inferred from inverse modeling of the available data. As a pilot study, we focus on the extrasolar gas giant HR 8799b, for which more than 50 data points are available. We upgrade our non-linear optimal estimation retrieval method to include a phenomenological model of clouds that requires the cloud optical depth and monodisperse particle size to be specified. Previous studies have focused on forward models with assumed values of the exoplanetary properties; there is no consensus on the best-fit values of the radius, mass, surface gravity, and effective temperature of HR 8799b. We show that cloud-free models produce reasonable fits to the data if the atmosphere is of super-solar metallicity and non-solar elemental abundances. Intermediate cloudy models with moderate values of the cloud optical depth and micron-sized particles provide an equally reasonable fit to the data and require a lower mean molecular weight. We report our best-fit values for the radius, mass, surface gravity, and effective temperature of HR 8799b. The mean molecular weight is about 3.8, while the carbon-to-oxygen ratio is about unity due to the prevalence of carbon monoxide. Our study emphasizes the need for robust claims about the nature of an exoplanetary atmosphere to be based on analyses involving both photometry and spectroscopy and inferred from beyond a few photometric data points, such as are typically reported for hot Jupiters.

Study of rapid ionisation for simulation of soft X-ray lasers with the 2D hydro-radiative code ARWEN

We present our fast ionisation routine used to study transient softX-raylasers with ARWEN, a two-dimensional hydrodynamic code incorporating adaptative mesh refinement (AMR) and radiative transport. We compute global rates between ion stages assuming an effective temperature between singly-excited levels of each ion. A two-step method is used to obtain in a straightforward manner the variation of ion populations over long hydrodynamic time steps. We compare our model with existing theoretical results both stationary and transient, finding that the discrepancies are moderate except for large densities. We simulate an existing Molybdenum Ni-like transient softX-raylaser with ARWEN. Use of the fast ionisation routine leads to a larger increase in temperature and a larger gain zone than when LTE datatables are used.

The magnetically-active, low-mass, triple system WDS 19312+3607 (Research Note)

Aims. We investigated in detail the system WDS 19312+3607, whose primary is an active M4.5Ve star previously inferred to be young (τ ~ 300–500 Ma) based on its high X-ray luminosity. Methods. We collected intermediate- and low-resolution optical spectra taken with 2 m-class telescopes, photometric data from the B to 8 μm bands, and data for eleven astrometric epochs with a time baseline of over 56 years for the two components in the system, G 125–15 and G 125–14. Results. We derived the M4.5V spectral types of both stars, confirmed their common proper motion, estimated their heliocentric distance and projected physical separation, determined their Galactocentric space velocities, and deduced a most-probable age of older than 600 Ma. We discovered that the primary, G 125–15, is an inflated, double-lined, spectroscopic binary with a short period of photometric variability of 1.6 d, which we associated with orbital synchronisation. The observed X-ray and Hα emissions, photometric variability, and abnormal radius and effective temperature of G 125–15 AB are indicative of strong magnetic activity, possibly because of the rapid rotation. In addition, the estimated projected physical separation between G 125–15 AB and G 125–14 of about 1200 AU ensures that WDS 19312+3607 is one of the widest systems with intermediate M-type primaries. Conclusions. G 125–15 AB is a nearby (d ≈ 26 pc), bright (J ≈ 9.6 mag), active spectroscopic binary with a single proper-motion companion of the same spectral type at a wide separation. They are thus ideal targets for specific follow-ups to investigate wide and close multiplicity or stellar expansion and surface cooling because of the lower convective efficiency.

Gaia-ESO Survey: Analysis of pre-main sequence stellar spectra

Context. The Gaia-ESO Public Spectroscopic Survey is obtaining high-quality spectroscopy of some 100 000 Milky Way stars using the FLAMES spectrograph at the VLT, down to V = 19 mag, systematically covering all the main components of the Milky Way and providing the first homogeneous overview of the distributions of kinematics and chemical element abundances in the Galaxy. Observations of young open clusters, in particular, are giving new insights into their initial structure, kinematics, and their subsequent evolution. Aims. This paper describes the analysis of UVES and GIRAFFE spectra acquired in the fields of young clusters whose population includes pre-main sequence (PMS) stars. The analysis is applied to all stars in such fields, regardless of any prior information on membership, and provides fundamental stellar atmospheric parameters, elemental abundances, and PMS-specific parameters such as veiling, accretion, and chromospheric activity. Methods. When feasible, different methods were used to derive raw parameters (e.g. line equivalent widths) fundamental atmospheric parameters and derived parameters (e.g. abundances). To derive some of these parameters, we used methods that have been extensively used in the past and new ones developed in the context of the Gaia-ESO survey enterprise. The internal precision of these quantities was estimated by inter-comparing the results obtained by these different methods, while the accuracy was estimated by comparison with independent external data, such as effective temperature and surface gravity derived from angular diameter measurements, on a sample of benchmarks stars. A validation procedure based on these comparisons was applied to discard spurious or doubtful results and produce recommended parameters. Specific strategies were implemented to resolve problems of fast rotation, accretion signatures, chromospheric activity, and veiling. Results. The analysis carried out on spectra acquired in young cluster fields during the first 18 months of observations, up to June 2013, is presented in preparation of the first release of advanced data products. These include targets in the fields of the ρ Oph, Cha I, NGC 2264, γ Vel, and NGC 2547 clusters. Stellar parameters obtained with the higher resolution and larger wavelength coverage from UVES are reproduced with comparable accuracy and precision using the smaller wavelength range and lower resolution of the GIRAFFE setup adopted for young stars, which allows us to provide stellar parameters with confidence for the much larger GIRAFFE sample. Precisions are estimated to be ≈120 K rms in Teff, ≈0.3 dex rms in log g, and ≈0.15 dex rms in [Fe/H] for the UVES and GIRAFFE setups.

Sensaciones térmicas en la provincia Cienfuegos (Cuba)

Los estudios referentes a las sensaciones térmicas son de gran interés y utilidad en diferentes sectores de la sociedad, máxime en la provincia Cienfuegos (Cuba) donde existe un alto potencial económico en continuo desarrollo. Es por eso que este trabajo tiene como objetivo caracterizar temporal y espacialmente las sensaciones térmicas en horarios extremos del día en la provincia Cienfuegos durante el período 1981-2010. Para ello se calcularon los índices bioclimáticos Temperatura Efectiva-TE y Temperatura Efectiva Equivalente-TEE los cuales resultan adecuados para evaluar las sensaciones térmicas de los cubanos aclimatados a las condiciones cálidas y húmedas. Como principales resultados se obtuvo que en la provincia, las mañanas de noviembre a abril son generalmente frescas mientras las tardes de ese período pueden ser confortables o calurosas. Esta última situación es común en las mañanas de mayo a octubre cambiando a calurosas o muy calurosas en horas de la tarde. Las mayores diferencias espaciales se encontraron entre el litoral sur oriental y la zona montañosa resaltando esta última por una permanencia de sensaciones frescas o confortables.

Developments in the Theory of X-ray Absorption and Compton Scattering.

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-06

Exploitation du potentiel sismique des étoiles naines blanches

Le but de cette thèse est d’explorer le potentiel sismique des étoiles naines blanches pulsantes, et en particulier celles à atmosphères riches en hydrogène, les étoiles ZZ Ceti. La technique d’astérosismologie exploite l’information contenue dans les modes normaux de vibration qui peuvent être excités lors de phases particulières de l’évolution d’une étoile. Ces modes modulent le flux émergent de l’étoile pulsante et se manifestent principalement en termes de variations lumineuses multi-périodiques. L’astérosismologie consiste donc à examiner la luminosité d’étoiles pulsantes en fonction du temps, afin d’en extraire les périodes, les amplitudes apparentes, ainsi que les phases relatives des modes de pulsation détectés, en utilisant des méthodes standards de traitement de signal, telles que des techniques de Fourier. L’étape suivante consiste à comparer les périodes de pulsation observées avec des périodes générées par un modèle stellaire en cherchant l’accord optimal avec un modèle physique reconstituant le plus fidèlement possible l’étoile pulsante. Afin d’assurer une recherche optimale dans l’espace des paramètres, il est nécessaire d’avoir de bons modèles physiques, un algorithme d’optimisation de comparaison de périodes efficace, et une puissance de calcul considérable. Les périodes des modes de pulsation de modèles stellaires de naines blanches peuvent être généralement calculées de manière précise et fiable sur la base de la théorie linéaire des pulsations stellaires dans sa version adiabatique. Afin de définir dans son ensemble un modèle statique de naine blanche propre à l’analyse astérosismologique, il est nécessaire de spécifier la gravité de surface, la température effective, ainsi que différents paramètres décrivant la disposition en couche de l’enveloppe. En utilisant parallèlement les informations obtenues de manière indépendante (température effective et gravité de surface) par la méthode spectroscopique, il devient possible de vérifier la validité de la solution obtenue et de restreindre de manière remarquable l’espace des paramètres. L’exercice astérosismologique, s’il est réussi, mène donc à la détermination précise des paramètres de la structure globale de l’étoile pulsante et fournit de l’information unique sur sa structure interne et l’état de sa phase évolutive. On présente dans cette thèse l’analyse complète réussie, de l’extraction des fréquences à la solution sismique, de quatre étoiles naines blanches pulsantes. Il a été possible de déterminer les paramètres structuraux de ces étoiles et de les comparer remarquablement à toutes les contraintes indépendantes disponibles dans la littérature, mais aussi d’inférer sur la dynamique interne et de reconstruire le profil de rotation interne. Dans un premier temps, on analyse le duo d’étoiles ZZ Ceti, GD 165 et Ross 548, afin de comprendre les différences entre leurs propriétés de pulsation, malgré le fait qu’elles soient des étoiles similaires en tout point, spectroscopiquement parlant. L’analyse sismique révèle des structures internes différentes, et dévoile la sensibilité de certains modes de pulsation à la composition interne du noyau de l’étoile. Afin de palier à cette sensibilité, nouvellement découverte, et de rivaliser avec les données de qualité exceptionnelle que nous fournissent les missions spatiales Kepler et Kepler2, on développe une nouvelle paramétrisation des profils chimiques dans le coeur, et on valide la robustesse de notre technique et de nos modèles par de nombreux tests. Avec en main la nouvelle paramétrisation du noyau, on décroche enfin le ”Saint Graal” de l’astérosismologie, en étant capable de reproduire pour la première fois les périodes observées à la précision des observations, dans le cas de l’étude sismique des étoiles KIC 08626021 et de GD 1212.

Discovery of WASP-113b and WASP-114b, two inflated hot-Jupiters with contrasting densities

We present the discovery and characterisation of the exoplanets WASP-113b and WASP-114b by the WASP survey, SOPHIE and CORALIE. The planetary nature of the systems was established by performing follow-up photometric and spectroscopic observations. The follow-up data were combined with the WASP-photometry and analysed with an MCMC code to obtain system parameters. The host stars WASP-113 and WASP-114 are very similar. They are both early G-type stars with an effective temperature of ~5900K, [Fe/H] ~0.12 and T_{eff} ~4.1 dex. However, WASP-113 is older than WASP-114. Although the planetary companions have similar radii, WASP-114b is almost 4 times heavier than WASP-113b. WASP-113b has a mass of 0.48 M_{Jup} and an orbital period of ~4.5 days; WASP-114b has a mass of 1.77 M_{Jup} and an orbital period of ~1.5 days. Both planets have inflated radii, in particular WASP-113 with a radius anomaly of Re=0.35. The high scale height of WASP-113b (~950 km ) makes it a good target for follow-up atmospheric observations.

Exploitation du potentiel sismique des étoiles naines blanches

Le but de cette thèse est d’explorer le potentiel sismique des étoiles naines blanches pulsantes, et en particulier celles à atmosphères riches en hydrogène, les étoiles ZZ Ceti. La technique d’astérosismologie exploite l’information contenue dans les modes normaux de vibration qui peuvent être excités lors de phases particulières de l’évolution d’une étoile. Ces modes modulent le flux émergent de l’étoile pulsante et se manifestent principalement en termes de variations lumineuses multi-périodiques. L’astérosismologie consiste donc à examiner la luminosité d’étoiles pulsantes en fonction du temps, afin d’en extraire les périodes, les amplitudes apparentes, ainsi que les phases relatives des modes de pulsation détectés, en utilisant des méthodes standards de traitement de signal, telles que des techniques de Fourier. L’étape suivante consiste à comparer les périodes de pulsation observées avec des périodes générées par un modèle stellaire en cherchant l’accord optimal avec un modèle physique reconstituant le plus fidèlement possible l’étoile pulsante. Afin d’assurer une recherche optimale dans l’espace des paramètres, il est nécessaire d’avoir de bons modèles physiques, un algorithme d’optimisation de comparaison de périodes efficace, et une puissance de calcul considérable. Les périodes des modes de pulsation de modèles stellaires de naines blanches peuvent être généralement calculées de manière précise et fiable sur la base de la théorie linéaire des pulsations stellaires dans sa version adiabatique. Afin de définir dans son ensemble un modèle statique de naine blanche propre à l’analyse astérosismologique, il est nécessaire de spécifier la gravité de surface, la température effective, ainsi que différents paramètres décrivant la disposition en couche de l’enveloppe. En utilisant parallèlement les informations obtenues de manière indépendante (température effective et gravité de surface) par la méthode spectroscopique, il devient possible de vérifier la validité de la solution obtenue et de restreindre de manière remarquable l’espace des paramètres. L’exercice astérosismologique, s’il est réussi, mène donc à la détermination précise des paramètres de la structure globale de l’étoile pulsante et fournit de l’information unique sur sa structure interne et l’état de sa phase évolutive. On présente dans cette thèse l’analyse complète réussie, de l’extraction des fréquences à la solution sismique, de quatre étoiles naines blanches pulsantes. Il a été possible de déterminer les paramètres structuraux de ces étoiles et de les comparer remarquablement à toutes les contraintes indépendantes disponibles dans la littérature, mais aussi d’inférer sur la dynamique interne et de reconstruire le profil de rotation interne. Dans un premier temps, on analyse le duo d’étoiles ZZ Ceti, GD 165 et Ross 548, afin de comprendre les différences entre leurs propriétés de pulsation, malgré le fait qu’elles soient des étoiles similaires en tout point, spectroscopiquement parlant. L’analyse sismique révèle des structures internes différentes, et dévoile la sensibilité de certains modes de pulsation à la composition interne du noyau de l’étoile. Afin de palier à cette sensibilité, nouvellement découverte, et de rivaliser avec les données de qualité exceptionnelle que nous fournissent les missions spatiales Kepler et Kepler2, on développe une nouvelle paramétrisation des profils chimiques dans le coeur, et on valide la robustesse de notre technique et de nos modèles par de nombreux tests. Avec en main la nouvelle paramétrisation du noyau, on décroche enfin le ”Saint Graal” de l’astérosismologie, en étant capable de reproduire pour la première fois les périodes observées à la précision des observations, dans le cas de l’étude sismique des étoiles KIC 08626021 et de GD 1212.

Recherche et analyse d'étoiles naines blanches chimiquement stratiées dans le Sloan Digital Sky Survey

Ce mémoire présente une recherche détaillée et une analyse des étoiles naines blanches hybrides chimiquement stratifiées dans le Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Une seule étoile stratifiée, PG 1305-017, était connue avant notre recherche. L'objectif principal est de confirmer l'existence de plusieurs nouvelles étoiles stratifiées. Pour ce faire, il a fallu dans un premier temps développer une nouvelle génération de modèles d'atmosphère à partir de ceux de Bergeron et al. (1991) et Tremblay & Bergeron (2009). Nous y avons ajouté l'opacité de toutes les raies d'hélium et les calculs nécessaires pour tenir compte de la stratification chimique de l'atmosphère, où une mince quantité d’hydrogène flotte en équilibre diffusif au-dessus d’une enveloppe massive d’hélium. En parallèle, nous avons aussi calculé des modèles standards, chimiquement homogènes. Ensuite, nous avons sélectionné des naines blanches chaudes (Teff > 30,000 K) de type spectral hybride (traces d'hélium et d'hydrogène) parmi les ~38,000 naines blanches répertoriées dans le SDSS. Un total de 52 spectres d'étoile a été retenu dans notre échantillon final. La technique spectroscopique, c'est-à-dire l'ajustement des raies spectrales des modèles sur un spectre observé, a été appliquée à toutes les étoiles de notre échantillon. Nous avons ainsi mesuré la température effective, la gravité de surface et la composition chimique de l'atmosphère de ces étoiles. Par l'ajustement simultané de modèles stratifiés et homogènes, nous avons aussi pu déterminer si les étoiles étaient stratifiées ou non. Nous identifions ainsi 14 naines blanches stratifiées. Nous tirons de ces résultats plusieurs conclusions sur les processus physiques expliquant la présence d'hélium dans l'atmosphère.