Type Ia supernovae from exploding oxygen-neon white dwarfs

Context. The progenitor problem of Type Ia supernovae (SNe Ia) is still unsolved. Most of these events are thought to be explosions of carbon-oxygen (CO) white dwarfs (WDs), but for many of the explosion scenarios, particularly those involving the externally triggered detonation of a sub-Chandrasekhar mass WD (sub-M-Ch, WD), there is also a possibility of having an oxygen-neon (ONe) WD as progenitor.

Aims. We simulate detonations of ONe WDs and calculate synthetic observables from these models. The results are compared with detonations in CO WDs of similar mass and observational data of SNe Ia.

Methods. We perform hydrodynamic explosion simulations of detonations in initially hydrostatic ONe WDs for a range of masses below the Chandrasekhar mass (M-Ch), followed by detailed nucleosynthetic postprocessing with a 384-isotope nuclear reaction network. The results are used to calculate synthetic spectra and light curves, which are then compared with observations of SNe Ia. We also perform binary evolution calculations to determine the number of SNe Ia involving ONe WDs relative to the number of other promising progenitor channels.

Results. The ejecta structures of our simulated detonations in sub-M-Ch, ONe WDs are similar to those from CO WDs. There are, however, small systematic deviations in the mass fractions and the ejecta velocities. These lead to spectral features that are systematically less blueshifted. Nevertheless, the synthetic observables of our ONe WD explosions are similar to those obtained from CO models.

Conclusions. Our binary evolution calculations show that a significant fraction (3-10%) of potential progenitor systems should contain an ONe WD. The comparison of our ONe models with our CO models of comparable mass (similar to 1.2 M-circle dot) shows that the less blueshifted spectral features fit the observations better, although they are too bright for normal SNe Ia.

5.9-keV Mn K-shell X-ray luminosity from the decay of 55Fe in Type Ia supernova models

We show that the X-ray line flux of the Mn Kα line at 5.9 keV from the decay of 55Fe is a promising diagnostic to distinguish between Type Ia supernova (SN Ia) explosion models. Using radiation transport calculations, we compute the line flux for two three-dimensional explosion models: a near-Chandrasekhar mass delayed detonation and a violent merger of two (1.1 and 0.9 M⊙) white dwarfs. Both models are based on solar metallicity zero-age main-sequence progenitors. Due to explosive nuclear burning at higher density, the delayed-detonation model synthesizes ˜3.5 times more radioactive 55Fe than the merger model. As a result, we find that the peak Mn Kα line flux of the delayed-detonation model exceeds that of the merger model by a factor of ˜4.5. Since in both models the 5.9-keV X-ray flux peaks five to six years after the explosion, a single measurement of the X-ray line emission at this time can place a constraint on the explosion physics that is complementary to those derived from earlier phase optical spectra or light curves. We perform detector simulations of current and future X-ray telescopes to investigate the possibilities of detecting the X-ray line at 5.9 keV. Of the currently existing telescopes, XMM-Newton/pn is the best instrument for close (≲1-2 Mpc), non-background limited SNe Ia because of its large effective area. Due to its low instrumental background, Chandra/ACIS is currently the best choice for SNe Ia at distances above ˜2 Mpc. For the delayed-detonation scenario, a line detection is feasible with Chandra up to ˜3 Mpc for an exposure time of 106 s. We find that it should be possible with currently existing X-ray instruments (with exposure times ≲5 × 105 s) to detect both of our models at sufficiently high S/N to distinguish between them for hypothetical events within the Local Group. The prospects for detection will be better with future missions. For example, the proposed Athena/X-IFU instrument could detect our delayed-detonation model out to a distance of ˜5 Mpc. This would make it possible to study future events occurring during its operational life at distances comparable to those of the recent supernovae SN 2011fe (˜6.4 Mpc) and SN 2014J (˜3.5 Mpc).

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.

The white dwarf's carbon fraction as a secondary parameter of Type Ia supernovae

Context. Binary stellar evolution calculations predict thatChandrasekhar-mass carbon/oxygen white dwarfs (WDs) show a radiallyvarying profile for the composition with a carbon depleted core. Manyrecent multi-dimensional simulations of Type Ia supernovae (SNe Ia),however, assume the progenitor WD has a homogeneous chemicalcomposition.
Aims: In this work, we explore the impact ofdifferent initial carbon profiles of the progenitor WD on the explosionphase and on synthetic observables in the Chandrasekhar-mass delayeddetonation model. Spectra and light curves are compared to observationsto judge the validity of the model.
Methods: The explosion phaseis simulated using the finite volume supernova code Leafs, which isextended to treat different compositions of the progenitor WD. Thesynthetic observables are computed with the Monte Carlo radiativetransfer code Artis. Results: Differences in binding energies ofcarbon and oxygen lead to a lower nuclear energy release for carbondepleted material; thus, the burning fronts that develop are weaker andthe total nuclear energy release is smaller. For otherwise identicalconditions, carbon depleted models produce less 56Ni.Comparing different models with similar 56Ni yields showslower kinetic energies in the ejecta for carbon depleted models, butonly small differences in velocity distributions and line velocities inspectra. The light curve width-luminosity relation (WLR) obtained formodels with differing carbon depletion is roughly perpendicular to theobserved WLR, hence the carbon mass fraction is probably only asecondary parameter in the family of SNe Ia.
Tables 3 and 4 are available in electronic form at http://www.aanda.org

Gamma-ray diagnostics of Type Ia supernovae. Predictions of observables from three-dimensional modeling

Context. Although the question of progenitor systems and detailed explosion mechanisms still remains a matter of discussion, it is commonly believed that Type Ia supernovae (SNe Ia) are production sites of large amounts of radioactive nuclei. Even though the gamma-ray emission due to radioactive decays is responsible for powering the light curves of SNe Ia, gamma rays themselves are of particular interest as a diagnostic tool because they directly lead to deeper insight into the nucleosynthesis and the kinematics of these explosion events. Aims: We study the evolution of gamma-ray line and continuum emission of SNe Ia with the objective of analyzing the relevance of observations in this energy range. We seek to investigate the chances for the success of future MeV missions regarding their capabilities for constraining the intrinsic properties and the physical processes of SNe Ia. Methods: Focusing on two of the most broadly discussed SN Ia progenitor scenarios - a delayed detonation in a Chandrasekhar-mass white dwarf (WD) and a violent merger of two WDs - we used three-dimensional explosion models and performed radiative transfer simulations to obtain synthetic gamma-ray spectra. Both chosen models produce the same mass of 56Ni and have similar optical properties that are in reasonable agreement with the recently observed supernova SN 2011fe. We examine the gamma-ray spectra with respect to their distinct features and draw connections to certain characteristics of the explosion models. Applying diagnostics, such as line and hardness ratios, the detection prospects for future gamma-ray missions with higher sensitivities in the MeV energy range are discussed. Results: In contrast to the optical regime, the gamma-ray emission of our two chosen models proves to be quite different. The almost direct connection of the emission of gamma rays to fundamental physical processes occurring in SNe Ia permits additional constraints concerning several explosion model properties that are not easily accessible within other wavelength ranges. Proposed future MeV missions such as GRIPS will resolve all spectral details only for nearby SNe Ia, but hardness ratio and light curve measurements still allow for a distinction of the two different models at 10 Mpc and 16 Mpc for an exposure time of 106 s. The possibility of detecting the strongest line features up to the Virgo distance will offer the opportunity to build up a first sample of SN Ia detections in the gamma-ray energy range and underlines the importance of future space observatories for MeV gamma rays.

EARLY RADIO AND X-RAY OBSERVATIONS OF THE YOUNGEST NEARBY TYPE Ia SUPERNOVA PTF 11kly (SN 2011fe)

On 2011 August 24 (UT) the Palomar Transient Factory (PTF) discovered PTF11kly (SN 2011fe), the youngest and most nearby Type Ia supernova (SN Ia) in decades. We followed this event up in the radio (centimeter and millimeter bands) and X-ray bands, starting about a day after the estimated explosion time. We present our analysis of the radio and X-ray observations, yielding the tightest constraints yet placed on the pre-explosion mass-loss rate from the progenitor system of this supernova. We find a robust limit of from sensitive X-ray non-detections, as well as a similar limit from radio data, which depends, however, on assumptions about microphysical parameters. We discuss our results in the context of single-degenerate models for SNe Ia and find that our observations modestly disfavor symbiotic progenitor models involving a red giant donor, but cannot constrain systems accreting from main-sequence or sub-giant stars, including the popular supersoft channel. In view of the proximity of PTF11kly and the sensitivity of our prompt observations, we would have to wait for a long time (a decade or longer) in order to more meaningfully probe the circumstellar matter of SNe Ia.

Estudio morfoanatomico de las especies leñosas de la famil ia leguminosae del estado de Nuevo León y su relación con la taxonomía

Tesis (Maestro en Ciencias con Especialidad en Botánica). U.A.N.L.

Rôle des topoisomérases de type IA dans la ségrégation des chromosomes chez Escherichia coli

Les topoisomérases I (topA) et III (topB) sont les deux topoisomérases (topos) de type IA d’Escherichia coli. La fonction principale de la topo I est la relaxation de l’excès de surenroulement négatif, tandis que peu d’information est disponible sur le rôle de la topo III. Les cellules pour lesquelles les deux topoisomérases de type IA sont manquantes souffrent d’une croissance difficile ainsi que de défauts de ségrégation sévères. Nous démontrons que ces problèmes sont majoritairement attribuables à des mutations dans la gyrase qui empêchent l’accumulation d’excès de surenroulement négatif chez les mutants sans topA. L’augmentation de l’activité de la gyrase réalisée par le remplacement de l’allèle gyrB(Ts) par le gène de type sauvage ou par l’exposition des souches gyrB(Ts) à une température permissive, permet la correction significative de la croissance et de la ségrégation des cellules topos de type IA. Nous démontrons également que les mutants topB sont hypersensibles à l’inhibition de la gyrase par la novobiocine. La réplication non-régulée en l’absence de topA et de rnhA (RNase HI) augmente la nécessité de l’activité de la topoisomérase III. De plus, en l’absence de topA et de rnhA, la surproduction de la topoisomérase III permet de réduire la dégradation importante d’ADN qui est observée en l’absence de recA (RecA). Nous proposons un rôle pour la topoisomérase III dans la ségrégation des chromosomes lorsque l’activité de la gyrase n’est pas optimale, par la réduction des collisions fourches de réplication s’observant particulièrement en l’absence de la topo I et de la RNase HI.

Genetic studies on the role of type IA DNA topoisomerases in DNA metabolism and genome maintenance in Escherichia coli

Le surenroulement de l’ADN est important pour tous les processus cellulaires qui requièrent la séparation des brins de l’ADN. Il est régulé par l’activité enzymatique des topoisomérases. La gyrase (gyrA et gyrB) utilise l’ATP pour introduire des supertours négatifs dans l’ADN, alors que la topoisomérase I (topA) et la topoisomérase IV (parC et parE) les éliminent. Les cellules déficientes pour la topoisomérase I sont viables si elles ont des mutations compensatoires dans un des gènes codant pour une sous-unité de la gyrase. Ces mutations réduisent le niveau de surenroulement négatif du chromosome et permettent la croissance bactérienne. Une de ces mutations engendre la production d'une gyrase thermosensible. L’activité de surenroulement de la gyrase en absence de la topoisomérase I cause l’accumulation d’ADN hyper-surenroulé négativement à cause de la formation de R-loops. La surproduction de la RNase HI (rnhA), une enzyme qui dégrade l’ARN des R-loops, permet de prévenir l’accumulation d’un excès de surenroulement négatif. En absence de RNase HI, des R-loops sont aussi formés et peuvent être utilisés pour déclencher la réplication de l’ADN indépendamment du système normal oriC/DnaA, un phénomène connu sous le nom de « constitutive stable DNA replication » (cSDR). Pour mieux comprendre le lien entre la formation de R-loops et l’excès de surenroulement négatif, nous avons construit un mutant conditionnel topA rnhA gyrB(Ts) avec l’expression inductible de la RNase HI à partir d’un plasmide. Nous avons trouvé que l’ADN des cellules de ce mutant était excessivement relâché au lieu d'être hypersurenroulé négativement en conditions de pénurie de RNase HI. La relaxation de l’ADN a été montrée comme étant indépendante de l'activité de la topoisomérase IV. Les cellules du triple mutant topA rnhA gyrB(Ts) forment de très longs filaments remplis d’ADN, montrant ainsi un défaut de ségrégation des chromosomes. La surproduction de la topoisomérase III (topB), une enzyme qui peut effectuer la décaténation de l’ADN, a corrigé les problèmes de ségrégation sans toutefois restaurer le niveau de surenroulement de l’ADN. Nous avons constaté que des extraits protéiques du mutant topA rnhA gyrB(Ts) pouvaient inhiber l’activité de surenroulement négatif de la gyrase dans des extraits d’une souche sauvage, suggérant ainsi que la pénurie de RNase HI avait déclenché une réponse cellulaire d’inhibition de cette activité de la gyrase. De plus, des expériences in vivo et in vitro ont montré qu’en absence de RNase HI, l’activité ATP-dépendante de surenroulement négatif de la gyrase était inhibée, alors que l’activité ATP-indépendante de cette enzyme demeurait intacte. Des suppresseurs extragéniques du défaut de croissance du triple mutant topA rnhA gyrB(Ts) qui corrigent également les problèmes de surenroulement et de ségrégation des chromosomes ont pour la plupart été cartographiés dans des gènes impliqués dans la réplication de l’ADN, le métabolisme des R-loops, ou la formation de fimbriae. La deuxième partie de ce projet avait pour but de comprendre les rôles des topoisomérases de type IA (topoisomérase I et topoisomérase III) dans la ségrégation et la stabilité du génome de Escherichia coli. Pour étudier ces rôles, nous avons utilisé des approches de génétique combinées avec la cytométrie en flux, l’analyse de type Western blot et la microscopie. Nous avons constaté que le phénotype Par- et les défauts de ségrégation des chromosomes d’un mutant gyrB(Ts) avaient été corrigés en inactivant topA, mais uniquement en présence du gène topB. En outre, nous avons démontré que la surproduction de la topoisomérase III pouvait corriger le phénotype Par- du mutant gyrB(Ts) sans toutefois corriger les défauts de croissance de ce dernier. La surproduction de topoisomérase IV, enzyme responsable de la décaténation des chromosomes chez E. coli, ne pouvait pas remplacer la topoisomérase III. Nos résultats suggèrent que les topoisomérases de type IA jouent un rôle important dans la ségrégation des chromosomes lorsque la gyrase est inefficace. Pour étudier le rôle des topoisomérases de type IA dans la stabilité du génome, la troisième partie du projet, nous avons utilisé des approches génétiques combinées avec des tests de « spot » et la microscopie. Nous avons constaté que les cellules déficientes en topoisomérase I avaient des défauts de ségrégation de chromosomes et de croissance liés à un excès de surenroulement négatif, et que ces défauts pouvaient être corrigés en inactivant recQ, recA ou par la surproduction de la topoisomérase III. Le suppresseur extragénique oriC15::aph isolé dans la première partie du projet pouvait également corriger ces problèmes. Les cellules déficientes en topoisomérases de type IA formaient des très longs filaments remplis d’ADN d’apparence diffuse et réparti inégalement dans la cellule. Ces phénotypes pouvaient être partiellement corrigés par la surproduction de la RNase HI ou en inactivant recA, ou encore par des suppresseurs isolés dans la première partie du projet et impliques dans le cSDR (dnaT18::aph et rne59::aph). Donc, dans E. coli, les topoisomérases de type IA jouent un rôle dans la stabilité du génome en inhibant la réplication inappropriée à partir de oriC et de R-loops, et en empêchant les défauts de ségrégation liés à la recombinaison RecA-dépendante, par leur action avec RecQ. Les travaux rapportés ici révèlent que la réplication inappropriée et dérégulée est une source majeure de l’instabilité génomique. Empêcher la réplication inappropriée permet la ségrégation des chromosomes et le maintien d’un génome stable. La RNase HI et les topoisomérases de type IA jouent un rôle majeur dans la prévention de la réplication inappropriée. La RNase HI réalise cette tâche en modulant l’activité de surenroulement ATP-dependante de la gyrase, et en empêchant la réplication à partir des R-loops. Les topoisomérases de type IA assurent le maintien de la stabilité du génome en empêchant la réplication inappropriée à partir de oriC et des R-loops et en agissant avec RecQ pour résoudre des intermédiaires de recombinaison RecA-dépendants afin de permettre la ségrégation des chromosomes.

IA Critical Study of the Impact of Institutional Finance on Agriculture in Selected Villages of Ernakulam Revenue District

Vast changes have taken place in the field of institutional rural credit in India since the nationalisation of nineteen commercial banks in 1969. The supply of institutional finance to cultivators amounted to 63.2 percent of the total credit in 1981 compared to 31.2 percent in 1971. Insti tutionalisation of agricultural credit envisaged two objectives in general. One was to emancipate cultivators and farmers from the clutches of indigenous financiers and money lenders. The second was to make farmers financially capable of adopting the new technology or improved practices in agriculture so as to increase their agricultural production and thereby contributing to the development of agriculture in India. Though vast literature on Institutional Credi t and agriculture is available, no indepth and serious work examining thoroughly the cause of credit diversion has been undertaken so far. The present study is an attempt to fill up this gap. The study will be helpful to lending insti tutions, viz. Co-ope:r-atives, Commercial banks and various other insti tutional agencies in connection with their lending activity_ Also, the study will help government in .formulating proper policies that will insure a preferential treatment in favour of the most needy category of farmers and cultivators with respect to agricultural credit disbursement

THE PDETICAL WORKS DF GIRI-IA KUMAR MATHUR: SENSIBILITY AND TECHNIQUE

HINDI

FAIA : framework para la enseñanza de agentes en IA.

Resumen tomado del autor

Intervenci??n de una compa??ia de milicia alcarre??a en la batalla de Almansa de 1707

Se trata de un an??lisis sobre las distintas operaciones milicianas llevadas a cabo en la regi??n de Almansa a principios del siglo de las luces durante la guerra de sucesi??n espa??ola. Se analizan la importancia de la micro historia dentro del contexto global de la guerra y la importancia del voluntariado b??lico como componente esencial de la guerra de sucesi??n espa??ola y de otros conflictos armados anteriores a la Guerra Civil Espa??ola.