Metallicity gradients at large galactocentric radii using the near-infrared Calcium triplet

We describe a new spectroscopic technique for measuring radial metallicity gradients out to large galactocentric radii. We use the DEep Imaging Multi-Object Spectrograph (DEIMOS) on the Keck telescope and the galaxy spectrum extraction technique of Proctor et al. We also make use of the metallicity sensitive near-infrared Calcium ii triplet (CaT) features together with single stellar population models to obtain metallicities. Our technique is applied as a pilot study to a sample of three relatively nearby (< 30 Mpc) intermediate-mass to massive early-type galaxies. Results are compared with previous literature inner region values and generally show good agreement. We also include a comparison with profiles from dissipational disc-disc major merger simulations. Based on our new extended metallicity gradients combined with other observational evidence and theoretical predictions, we discuss possible formation scenarios for the galaxies in our sample. The limitations of our new technique are also discussed.

Probing the 2D kinematic structure of early-type galaxies out to three effective radii

We detail an innovative new technique for measuring the two-dimensional (2D) velocity moments (rotation velocity, velocity dispersion and Gauss-Hermite coefficients h(3) and h(4)) of the stellar populations of galaxy haloes using spectra from Keck DEIMOS (Deep Imaging Multi-Object Spectrograph) multi-object spectroscopic observations. The data are used to reconstruct 2D rotation velocity maps. Here we present data for five nearby early-type galaxies to similar to three effective radii. We provide significant insights into the global kinematic structure of these galaxies, and challenge the accepted morphological classification in several cases. We show that between one and three effective radii the velocity dispersion declines very slowly, if at all, in all five galaxies. For the two galaxies with velocity dispersion profiles available from planetary nebulae data we find very good agreement with our stellar profiles. We find a variety of rotation profiles beyond one effective radius, i.e. rotation speed remaining constant, decreasing and increasing with radius. These results are of particular importance to studies which attempt to classify galaxies by their kinematic structure within one effective radius, such as the recent definition of fast- and slow-rotator classes by the Spectrographic Areal Unit for Research on Optical Nebulae project. Our data suggest that the rotator class may change when larger galactocentric radii are probed. This has important implications for dynamical modelling of early-type galaxies. The data from this study are available on-line.

PCA Tomography: how to extract information from data cubes

Astronomy has evolved almost exclusively by the use of spectroscopic and imaging techniques, operated separately. With the development of modern technologies, it is possible to obtain data cubes in which one combines both techniques simultaneously, producing images with spectral resolution. To extract information from them can be quite complex, and hence the development of new methods of data analysis is desirable. We present a method of analysis of data cube (data from single field observations, containing two spatial and one spectral dimension) that uses Principal Component Analysis (PCA) to express the data in the form of reduced dimensionality, facilitating efficient information extraction from very large data sets. PCA transforms the system of correlated coordinates into a system of uncorrelated coordinates ordered by principal components of decreasing variance. The new coordinates are referred to as eigenvectors, and the projections of the data on to these coordinates produce images we will call tomograms. The association of the tomograms (images) to eigenvectors (spectra) is important for the interpretation of both. The eigenvectors are mutually orthogonal, and this information is fundamental for their handling and interpretation. When the data cube shows objects that present uncorrelated physical phenomena, the eigenvector`s orthogonality may be instrumental in separating and identifying them. By handling eigenvectors and tomograms, one can enhance features, extract noise, compress data, extract spectra, etc. We applied the method, for illustration purpose only, to the central region of the low ionization nuclear emission region (LINER) galaxy NGC 4736, and demonstrate that it has a type 1 active nucleus, not known before. Furthermore, we show that it is displaced from the centre of its stellar bulge.

Possible signature of hypernova nucleosynthesis in a beryllium-rich halo dwarf

As part of a large survey of halo and thick disc stars, we found one halo star, HD106038, exceptionally overabundant in beryllium. In spite of its low metallicity, [Fe/H] = -1.26, the star has log(Be/H) = -10.60, which is similar to the solar meteoritic abundance, log(Be/H)=-10.58. This abundance is more than 10 times higher the abundance of stars with similar metallicity and cannot be explained by models of chemical evolution of the Galaxy that include the standard theory of cosmic ray spallation. No other halo star exhibiting such a beryllium overabundance is known. In addition, overabundances of Li, Si, Ni, Y and Ba are also observed. We suggest that all these chemical peculiarities, excepting the Ba abundance, can be simultaneously explained if the star was formed in the vicinity of a hypernova.

THE VORONOI TESSELLATION CLUSTER FINDER IN 2+1 DIMENSIONS

We present a detailed description of the Voronoi Tessellation (VT) cluster finder algorithm in 2+1 dimensions, which improves on past implementations of this technique. The need for cluster finder algorithms able to produce reliable cluster catalogs up to redshift 1 or beyond and down to 10(13.5) solar masses is paramount especially in light of upcoming surveys aiming at cosmological constraints from galaxy cluster number counts. We build the VT in photometric redshift shells and use the two-point correlation function of the galaxies in the field to both determine the density threshold for detection of cluster candidates and to establish their significance. This allows us to detect clusters in a self-consistent way without any assumptions about their astrophysical properties. We apply the VT to mock catalogs which extend to redshift 1.4 reproducing the ACDM cosmology and the clustering properties observed in the Sloan Digital Sky Survey data. An objective estimate of the cluster selection function in terms of the completeness and purity as a function of mass and redshift is as important as having a reliable cluster finder. We measure these quantities by matching the VT cluster catalog with the mock truth table. We show that the VT can produce a cluster catalog with completeness and purity > 80% for the redshift range up to similar to 1 and mass range down to similar to 10(13.5) solar masses.

Correlation of the highest-energy cosmic rays with the positions of nearby active galactic nuclei

Data collected by the Pierre Auger Observatory provide evidence for anisotropy in the arrival directions of the cosmic rays with the highest-energies, which are correlated with the positions of relatively nearby active galactic nuclei (AGN) [Pierre Auger Collaboration, Science 318 (2007) 938]. The correlation has maximum significance for cosmic rays with energy greater than similar to 6 x 10(19) eV and AGN at a distance less than similar to 75 Mpc. We have confirmed the anisotropy at a confidence level of more than 99% through a test with parameters specified a priori, using an independent data set. The observed correlation is compatible with the hypothesis that cosmic rays with the highest-energies originate from extra-galactic sources close enough so that their flux is not significantly attenuated by interaction with the cosmic background radiation (the Greisen-Zatsepin-Kuz`min effect). The angular scale of the correlation observed is a few degrees, which suggests a predominantly light composition unless the magnetic fields are very weak outside the thin disk of our galaxy. Our present data do not identify AGN as the sources of cosmic rays unambiguously, and other candidate sources which are distributed as nearby AGN are not ruled out. We discuss the prospect of unequivocal identification of individual sources of the highest-energy cosmic rays within a few years of continued operation of the Pierre Auger Observatory. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Searching for planar signatures in WMAP

We search for planar deviations of statistical isotropy in the Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) data by applying a recently introduced angular-planar statistics both to full-sky and to masked temperature maps, including in our analysis the effect of the residual foreground contamination and systematics in the foreground removing process as sources of error. We confirm earlier findings that full-sky maps exhibit anomalies at the planar (l) and angular (l) scales (l; l) = (2; 5); (4; 7); and (6; 8), which seem to be due to unremoved foregrounds since this features are present in the full-sky map but not in the masked maps. On the other hand, our test detects slightly anomalous results at the scales (l; l) = (10; 8) and (2; 9) in the masked maps but not in the full-sky one, indicating that the foreground cleaning procedure (used to generate the full-sky map) could not only be creating false anomalies but also hiding existing ones. We also find a significant trace of an anomaly in the full-sky map at the scale (l; l) = (10; 5), which is still present when we consider galactic cuts of 18.3% and 28.4%. As regards the quadrupole (l = 2), we find a coherent over-modulation over the whole celestial sphere, for all full-sky and cut-sky maps. Overall, our results seem to indicate that current CMB maps derived from WMAP data do not show significant signs of anisotropies, as measured by our angular-planar estimator. However, we have detected a curious coherence of planar modulations at angular scales of the order of the galaxy`s plane, which may be an indication of residual contaminations in the full-and cut-sky maps.

Active galactic nuclei: sources for ultra high energy cosmic rays

Ultra high energy cosmic ray events presently show a spectrum, which we interpret here as galactic cosmic rays due to a starburst, in the radio galaxy Cen A which is pushed up in energy by the shock of a relativistic jet. The knee feature and the particles with energy immediately higher in galactic cosmic rays then turn into the bulk of ultra high energy cosmic rays. This entails that all ultra high energy cosmic rays are heavy nuclei. This picture is viable if the majority of the observed ultra high energy events come from the radio galaxy Cen A, and are scattered by intergalactic magnetic fields across much of the sky.

Myoglobin-H(2)O(2) catalyzes the oxidation of beta-ketoacids to alpha-dicarbonyls: Mechanism and implications in ketosis

Acetoacetate (AA) and 2-methylacetoacetate (MAA) are accumulated in metabolic disorders such as diabetes and isoleucinemia. Here we examine the mechanism of AA and MAA aerobic oxidation initiated by myoglobin (Mb)/H(2)O(2). We propose a chemiluminescent route involving a dioxetanone intermediate whose thermolysis yields triplet alpha-dicarbonyl species (methylglyoxal and diacetyl). The observed ultraweak chemiluminescence increased linearly on raising the concentration of either Mb (10-500 mu M) or AA (10-100 mM). Oxygen uptake studies revealed that MAA is almost a 100-fold more reactive than AA. EPR spin-trapping studies with MNP/MAA revealed the intermediacy of an alpha-carbon-centered radical and acetyl radical. The latter radical, probably derived from triplet diacetyl, is totally suppressed by sorbate, a well-known quencher of triplet carbonyls. Furthermore, an EPR signal assignable to MNP-AA(center dot) adduct was observed and confirmed by isotope effects. Oxygen consumption and a-dicarbonyl yield were shown to be dependent on AA or MAA concentrations (1-50 mM) and on H(2)O(2) or tert-butOOH added to the Mb-containing reaction mixtures. That ferrylMb is involved in a peroxidase cycle acting on the substrates is suggested by the reaction pH profiles and immunospin-trapping experiments. The generation of radicals and triplet dicarbonyl products by Mb/H(2)O(2)/beta-ketoacids may contribute to the adverse health effects of ketogenic unbalance. (C) 2011 Elsevier Inc. All rights reserved.

Estudo da perfusão pulmonar em crianças hospitalizadas com bronquite viral aguda por meio da cintilografia pulmonar perfusional quantitativa com 99mTC-MMA

Introdução: O conhecimento da distribuição da perfusão pulmonar pela cintilografia na bronquiolite viral aguda, pode auxiliar no entendimento das alterações no equilíbrio da ventilação - perfusão, peculiares a essa doença do lactente jovem. Objetivo: Avaliar o padrão de distribuição da perfusão pulmonar em pacientes hospitalizados com bronquiolite viral aguda por meio de cintilografia pulmonar perfusional quantitativa com macroagregado de albumina com tecnécio (99mTc-MAA), estabelecendo associação com as avaliações clínica e radiológica, bem como determinando o seu padrão evolutivo até a condição de normalidade. Tipo de estudo: Dois estudos prospectivos com enfoque diagnóstico: um transversal, comparativo, e um longitudinal, evolutivo, controlado. Pacientes e métodos: A amostra da pesquisa foi constituída por pacientes hospitalizados no Hospital de Clínicas de Porto Alegre com diagnóstico de bronquiolite viral aguda, no período de abril de 1998 a setembro de 2000, baseada em critérios clínicos de inclusão: idade entre 01 e 24 meses, com quadro respiratório obstrutivo de vias aéreas inferiores (primeiro episódio de sibilância expiratória de início súbito, com sinais de coriza, tosse irritativa, hipertermia, taquipnéia, tiragem, batimentos de asa de nariz, esforço expiratório), com gravidade suficiente para determinar a hospitalização e cujos pais aceitaram participar do estudo. Todos os pacientes da pesquisa foram submetidos à avaliação clínica, radiológica e da perfusão pulmonar com o radiofármaco. A cintilografia foi realizada na condição de crise (primeiras 24 horas da admissão) e na convalescência (depois de 7 dias da alta hospitalar). A quantificação do fluxo sangüíneo pulmonar, representada em valores percentuais, foi realizada em três áreas de interesse, nas projeções anterior e posterior, de ambos os pulmões. As comparações foram feitas entre ambos os pulmões e entre as condições de crise e controle, considerando as áreas de interesse e os gradientes entre elas e entre as projeções anterior e posterior das mesmas. Para análise comparativa das médias foi utilizado o teste t de Student para amostras pareadas, considerando o nível de significância de 0,05. Resultados: Iniciaram o estudo transversal 38 pacientes e permaneceram no estudo longitudinal 19 pacientes; da amostra total, 22 eram do sexo masculino. A idade variou de 1 a 8 meses (média 2,8 meses). A distribuição do fluxo sangüíneo pulmonar regional foi maior na região superior do pulmão esquerdo (PE) em relação ao pulmão direito (PD), na crise (P < 0,001), e maior na região média do PD, no controle. Os gradientes de distribuição do fluxo sangüíneo pulmonar entre as regiões superior e média e superior e inferior foi maior no PE, na crise e no controle (P < 0,05). O gradiente de distribuição do fluxo sangüíneo pulmonar entre as regiões média e inferior foi maior no PD, na crise e no controle. O gradiente de distribuição do fluxo sangüíneo pulmonar no eixo ântero-posterior na região superior foi > 1,0 em ambos os pulmões, na crise, e apenas no PE, no controle; na região média, foi > 1,0 em ambos os pulmões, na crise e no controle; na região inferior, foi > 1,0 apenas no PD, na crise e no controle (P < 0,05). A distribuição do fluxo sangüíneo pulmonar, comparada entre crise e controle, não mostrou diferença em quaisquer das regiões ou dos gradientes avaliados. Não houve associação entre o padrão de distribuição do fluxo sangüíneo pulmonar regional na crise com a avaliação clínica ou com a avaliação radiológica dos pacientes. Conclusão: não se evidenciou uma distribuição do fluxo sangüíneo pulmonar com caraterística de expressar o padrão da relação ventilação-perfusão em lactentes jovens hospitalizados com bronquiolite viral aguda. Ocorreu apenas uma tendência de redirecionamento da distribuição do fluxo sangüíneo pulmonar para as regiões superiores.

Quantificação de Shunt intrapulmonar por cintilografia e gasometria arterial com 02 a 100% em candidatos a transplante hepático com diferentes graus de dilatação vascular intrapulmonar

As dilatações vasculares intrapulmonares (DVIP) constituem a anormalidade vascular pulmonar mais freqüente e a principal causa de hipoxemia grave em hepatopatas. A associação de doença hepática, aumento do gradiente alvéoloarterial de oxigênio e DVIP é chamada de "síndrome hepatopulmonar". O objetivo principal deste estudo foi verificar se os níveis de DVIP aferidos por ecocardiografia com contraste estão relacionados à intensidade de shunt intrapulmonar, medida por dois diferentes métodos: cintilografia com 99mTc-MAA e gasometria com O2 a 100%. Foram estudados 28 candidatos a transplante hepático portadores com DVIP identificadas e graduadas por ecocardiografia conforme escala semi-quantitativa (graus I a IV). A idade média foi de 47,5 anos, e a doença hepática foi classificada como Child-Pugh B na maioria dos casos (60,7%). A intensidade das DVIP foi classificada como I, II, III e IV em 13 (46,4%), 9 (32,1%), 2 (7,1%) e 4 (14,3%) casos, respectivamente. Dos 28 pacientes, 21 (75%) tiveram quantificação de shunt pelo método cintigráfico e gasométrico, 6 (21,4%) apenas pelo método cintigráfico e 1 caso (3,6%) pelo método gasométrico apenas. A PaO2 média entre os pacientes com DVIP graus I e II por ecocardiografia foi 89,1 ± 11,0mmHg, enquanto naqueles com DVIP classificadas como graus III e IV foi 74,7 ± 13,2mmHg (p = 0,01). A média dos valores de shunt por cintilografia nos 27 pacientes submetidos ao exame foi 14,9 ± 9,0% do débito cardíaco (mínimo 6,9% e máximo 39%), sendo 11,7 ± 3,8% nos pacientes com DVIP graus I e II, e 26,3 ± 9,7% nos pacientes com DVIP graus III e IV (p = 0,01). A média dos valores de shunt pelo teste com O2a 100% foi 9,8 ± 3,9%, sendo 8,3 ± 2,3% nos pacientes com DVIP graus I e II, e 16,3 ± 2,6% nos pacientes com DVIP graus III e IV (p < 0,001). Observou-se uma relação estatisticamente significativa entre a graduação de DVIP por ecocardiografia e o valor de shunt aferido por gasometria com O2 a 100% (rs = 0,609, p < 0,01) e por cintilografia (rs = 0,567, p < 0,001). Observou-se relação estatisticamente significativa entre os valores de shunt medidos por cintilografia e aqueles medidos por gasometria com O2 a 100% nos 21 pacientes que se submeteram à quantificação de shunt pelos 2 métodos (rs = 0,666, p < 0,001). A avaliação semi-quantitativa do grau de DVIP por ecocardiografia apresentou correlação moderada a boa com os valores de shunt aferidos pelos dois outros métodos estudados, sendo que a melhor correlação foi observada com o teste com O2 a 100%.

O transporte intermodal de cargas agrícolas e suas interfaces no Brasil

O objetivo do trabalho é analisar o transporte intermodal de cargas agrícolas e suas interfaces no Brasil. Devido ao grande numero de combinações possíveis, decidiu-se concentrar os estudos na movimentação de grãos, e dentro desta alternativa escolheu-se a soja que é o principal item da pauta de exportações agrícolas brasileira, superando o tradicional café (MRE (I) - Cacex), e o arroz que é o principal item de consumo alimentar no Brasil (MAA(2) - Ministério da Agricultura e do Abastecimento). Esta análise envolverá a movimentação dos produtos escolhidos para estudo, desde a fonte produtora, passando pela unidade de beneficiamento ou industrialização, até chegar ao seu ponto de entrega, incluindo: embalagem (quando o transporte não é for granel), modal de transporte utilizado, interfaces de transferência e armazenagem, quantidades movimentadas de cada produto típico e a pesquisa de custo porta-a-porta. Como conclusão será feita uma avaliação critica dos procedimentos logísticos encontrados e feitas sugestões para melhorar a qualidade e reduzir os custos totais nas movimentaçõesdas cargas estudadas

Efeito in vitro dos ácidos 2-metilacetoacético e 2-metil-3-hidroxibutírico sobre alguns parâmetros do metabolismo energético em córtex cerebral de ratos jovens

As deficiências da β-cetotiolase mitocondrial e da 2-metil-3-hidroxibutiril-CoA desidrogenase (MHBD) são erros inatos do catabolismo da isoleucina. Os pacientes afetados pela deficiência da β-cetotiolase apresentam crises agudas de cetose e acidose metabólica, podendo apresentar convulsões que podem evoluir ao coma e morte. Bioquimicamente, são caracterizados por excreção urinária aumentada de ácido 2-metilacetoacético (MAA), 2-metil-3-hidroxibutírico (MHB) e tiglilglicina (TG). Alguns indivíduos apresentam acidemia láctica durante as crises de descompensação metabólica. Por outro lado, os indivíduos afetados pela deficiência da MHBD são caracterizados por retardo mental, convulsões e acidose láctica severa, apresentando excreção urinária aumentada de MHB e TG. O aumento do ácido láctico em ambas as enfermidades sugere um comprometimento do metabolismo energético. Tendo em vista que os mecanismos fisiopatogênicos de ambas desordens são totalmente desconhecidos e que os achados bioquímicos sugerem um déficit na produção de energia dos pacientes, o presente trabalho teve por objetivo investigar os efeitos in vitro do MAA e do MHB sobre alguns parâmetros do metabolismo energético em córtex cerebral de ratos jovens. Nossos resultados demonstraram que o MAA inibiu a produção de CO2 a partir de glicose, acetato e citrato, indicando um bloqueio do ciclo do ácido cítrico. Em adição, o complexo II da cadeia respiratória bem como a enzima succinato desidrogenase foram inibidos na presença do MAA. Portanto, é possível que a inibição da cadeia respiratória tenha levado à inibição secundária do ciclo de Krebs. As enzimas Na+,K+-ATPase e creatina quinase (CK) não foram afetadas pelo MAA. O MHB inibiu a produção de CO2 a partir dos três substratos testados bem como o complexo IV da cadeia respiratória, sugerindo que a inibição da cadeia respiratória tenha levado à inibição da produção CO2 pelo ciclo de Krebs. A enzima Na+,K+- ATPase não foi afetada pelo ácido. No entanto, o MHB inibiu a atividade total da CK às custas da CK mitocondrial (mi-CK). A presença do inibidor da enzima óxido nítrico sintase L-NAME e do antioxidante glutationa reduzida (GSH) preveniram a inibição da atividade total da CK, enquanto que a GSH preveniu a inibição da mi-CK, sugerindo que os efeitos do MHB sobre a CK estejam relacionados à oxidação de grupamentos tióis essenciais à atividade enzimática. Tais resultados sugerem que o metabolismo energético cerebral é inibido in vitro pelo MAA e pelo MHB. Caso estes achados se confirmem nas deficiências da β-cetotiolase e da MHBD, é possível que um prejuízo no metabolismo energético causado pelo acúmulo destes metabólitos possa explicar, ao menos em parte, o dano neurológico encontrado nos pacientes portadores destas doenças.

The possibility of primordial black hole direct detection

This thesis explores the possibility of directly detecting blackbody emission from Primordial Black Holes (PBHs). A PBH might form when a cosmological density uctuation with wavenumber k, that was once stretched to scales much larger than the Hubble radius during ination, reenters inside the Hubble radius at some later epoch. By modeling these uctuations with a running{tilt power{law spectrum (n(k) = n0 + a1(k)n1 + a2(k)n2 + a3(k)n3; n0 = 0:951; n1 = ????0:055; n2 and n3 unknown) each pair (n2,n3) gives a di erent n(k) curve with a maximum value (n+) located at some instant (t+). The (n+,t+) parameter space [(1:20,10????23 s) to (2:00,109 s)] has t+ = 10????23 s{109 s and n+ = 1:20{2:00 in order to encompass the formation of PBHs in the mass range 1015 g{1010M (from the ones exploding at present to the most massive known). It was evenly sampled: n+ every 0.02; t+ every order of magnitude. We thus have 41 33 = 1353 di erent cases. However, 820 of these ( 61%) are excluded (because they would provide a PBH population large enough to close the Universe) and we are left with 533 cases for further study. Although only sub{stellar PBHs ( 1M ) are hot enough to be detected at large distances we studied PBHs with 1015 g{1010M and determined how many might have formed and still exist in the Universe. Thus, for each of the 533 (n+,t+) pairs we determined the fraction of the Universe going into PBHs at each epoch ( ), the PBH density parameter (PBH), the PBH number density (nPBH), the total number of PBHs in the Universe (N), and the distance to the nearest one (d). As a rst result, 14% of these (72 cases) give, at least, one PBH within the observable Universe, one{third being sub{stellar and the remaining evenly spliting into stellar, intermediate mass and supermassive. Secondly, we found that the nearest stellar mass PBH might be at 32 pc, while the nearest intermediate mass and supermassive PBHs might be 100 and 1000 times farther, respectively. Finally, for 6% of the cases (four in 72) we might have substellar mass PBHs within 1 pc. One of these cases implies a population of 105 PBHs, with a mass of 1018 g(similar to Halley's comet), within the Oort cloud, which means that the nearest PBH might be as close as 103 AU. Such a PBH could be directly detected with a probability of 10????21 (cf. 10????32 for low{energy neutrinos). We speculate in this possibility.

Growth of the mangrove crab Ucides cordatus (Brachyura, Ocypodidae)

During monthly samplings between September 1998 and August 2000. 3,660 specimens of Ucides cordatus (Linnaeus, 1763) (2054 males and 1606 females) were obtained and examined for size (CW carapace width) to determine growth-age equations for each sex. This species showed a slower growth, with a marked seasonal oscillation, in females as compared to males, suggesting application of the seasonal and nonseasonal von Bertalanffy growth model, respectively. CW&PROP; and k constant were closely similar for the two sexes (CW&PROP; (male) = 90.3 mm: CW&PROP; (female) = 88.6 mm; k(male) = 0.28; k(female) = 0.26). The age at sexual maturity was estimated to be around 3 years, while the age at legal size (CW = 60 mm) was 3.8 and 4.7 years for males and females, respectively. In the laboratory, juvenile stages did not show differences in growth rates under the same temperature and photoperiod conditions.