The iron abundance of the Magellanic Bridge

High-resolution Hubble Space Telescope ultraviolet spectra for five B-type stars in the Magellanic Bridge and in the Large (LMC) and Small (SMC) Magellanic Clouds have been analysed to estimate their iron abundances. Those for the Clouds are lower than estimates obtained from late-type stars or the optical lines in B-type stars by approximately 0.5 dex. This may be due to systematic errors possibly arising from non-local thermodynamic equilibrium (non-LTE) effects or from errors in the atomic data, as similar low Fe abundances have previously been reported from the analysis of the ultraviolet spectra of Galactic early-type stars. The iron abundance estimates for all three Bridge targets appear to be significantly lower than those found for the SMC and LMC by approximately -0.5 and -0.8 dex, respectively, and these differential results should not be affected by any systematic errors present in the absolute abundance estimates. These differential iron abundance estimates are consistent with the underabundances for C, N, O, Mg and Si of approximately -1.1 dex relative to our Galaxy previously found in our Bridge targets. The implications of these very low metal abundances for the Magellanic Bridge are discussed in terms of metal deficient material being stripped from the SMC.

Cyanopolyynes in hot cores: modelling G305.2+0.2

We present results from a time-dependent gas-phase chemical model of a hot core based on the physical conditions of G305.2+0.2. While the cyanopolyyne HC3N has been observed in hot cores, the longer chained species, HC5N, HC7N and HC9N, have not been considered as the typical hot-core species. We present results which show that these species can be formed under hot core conditions. We discuss the important chemical reactions in this process and, in particular, show that their abundances are linked to the parent species acetylene which is evaporated from icy grain mantles. The cyanopolyynes show promise as ‘chemical clocks’ which may aid future observations in determining the age of hot core sources. The abundance of the larger cyanopolyynes increases and decreases over relatively short time-scales, ~10^2.5 yr. We present results from a non-local thermodynamic equilibrium statistical equilibrium excitation model as a series of density, temperature and column density dependent contour plots which show both the line intensities and several line ratios. These aid in the interpretation of spectral-line data, even when there is limited line information available. In particular, non-detections of HC5N and HC7N in Walsh et al. are analysed and discussed.

Atmospheric parameters and rotational velocities for a sample of Galactic B-type supergiants

High-resolution optical spectra of 57 Galactic B-type supergiant stars have been analysed to determine their rotational and macroturbulent velocities. In addition, their atmospheric parameters (effective temperature, surface gravity and microturbulent velocity) and surface nitrogen abundances have been estimated using a non-local thermodynamic equilibrium grid of model atmospheres. Comparisons of the projected rotational velocities have been made with the predictions of stellar evolutionary models and in general good agreement was found. However, for a small number of targets, their observed rotational velocities were significantly larger than predicted, although their nitrogen abundances were consistent with the rest of the sample. We conclude that binarity may have played a role in generating their large rotational velocities. No correlation was found between nitrogen abundances and the current projected rotational velocities. However, a correlation was found with the inferred projected rotational velocities of the main-sequence precursors of our supergiant sample. This correlation is again in agreement with the predictions of single star evolutionary models that incorporate rotational mixing. The origin of the macroturbulence and microturbulent velocity fields is discussed and our results support previous theoretical studies that link the former to subphotospheric convection and the latter to non-radial gravity mode oscillations. In addition, we have attempted to identify differential rotation in our most rapidly rotating targets.

The Type Ic SN 2007gr: a census of the ejecta from late-time optical-infrared spectra

Nebular spectra of supernovae (SNe) offer an unimpeded view of the inner region of the ejecta, where most nucleosynthesis takes place. Optical spectra cover most, but not all, of the emitting elements and therefore offer only a partial view of the products of the explosion. Simultaneous optical-infrared spectra, on the other hand, contain emission lines of all important elements, from C and O through to the intermediate mass elements (IME) Mg, Si, S, Ca and to Fe and Ni. In particular, Si and S are best seen in the IR. The availability of IR data makes it possible to explore in greater detail the results of the explosion. SN 2007gr is the first Type Ic SN for which such data are available. Modelling the spectra with a non-local thermodynamic equilibrium (NLTE) code reveals that the inner ejecta contain similar to 1M(circle dot) of material within a velocity of approximate to 4500 km s(-1). The same mass of Ni-56 derived from the light-curve peak (0.076M(circle dot)) was used to power the spectrum, yielding consistent results. Oxygen is the dominant element, contributing similar to 0.8M(circle dot). The C/O ratio is

The role of proximity in university-business cooperation for innovation

The potential for universities to contribute positively to business innovation has received much attention in recent years. While the determinants of university-business cooperation have been examined extensively, less attention has been given to the mediating influence of proximity in this relationship. The analysis in this paper builds on theUKbusiness innovation survey (2002–2005) by incorporating measures of the university research environment for each of the 16,500 businesses surveyed. These measures allow us to look beyond business-level characteristics as determinants of the geography of university cooperation and account for the character of the local university environment. Measures include the distance from each business to its nearest university, the quality of local university research and the density of the university research environment. The findings suggest that significant differences exist between those businesses that cooperate with local universities and those that cooperate with non-local universities. These differences relate to business size, sales profile, location, absorptive capacity and innovation activity. In addition, we also find that if a business is located close to a research excellent university, cooperation tends to remain local, however, the distance between businesses and the nearest university is not a significant determinant of university-business cooperation and further, the higher the concentration of universities in the business locale, the more likely businesses are to cooperate with non-local universities.

CHARACTERIZATION OF A LASER-PRODUCED PLASMA USING THE TECHNIQUE OF POINT-PROJECTION ABSORPTION-SPECTROSCOPY

The technique of point-projection spectroscopy has been shown to be applicable to the study of expanding aluminum plasmas generated by approximately 80 ps laser pulses incident on massive, aluminum stripe targets of approximately 125-mu-m width. Targets were irradiated at an intensity of 2.5 +/- 0.5 x 10(13) W/cm2 in a line focus geometry and under conditions similar to those of interest in x-ray laser schemes. Hydrogenic and heliumlike aluminum resonance lines were observed in absorption using a quasicontinuous uranium back-lighter plasma. Using a pentaerythrital Bragg crystal as the dispersive element, a resolving power of approximately 3500 was achieved with spatial resolution at the 5-mu-m level in frame times of the order of 100 ps. Reduction of the data for times up to 150 ps after the peak of the incident laser pulse produced estimates of the temperature and ion densities present, as a function of space and time. The one-dimensional Lagrangian hydrodynamic code MEDUSA coupled to the atomic physics non-local-thermodynamic-equilibrium ionized material package was used to simulate the experiment in planar geometry and has been shown to be consistent with the measurements.

Statistical-mechanical description of classical test-particle dynamics in the presence of an external force field: modelling noise and damping from first principles

Aiming to establish a rigorous link between macroscopic random motion (described e.g. by Langevin-type theories) and microscopic dynamics, we have undertaken a kinetic-theoretical study of the dynamics of a classical test-particle weakly coupled to a large heat-bath in thermal equilibrium. Both subsystems are subject to an external force field. From the (time-non-local) generalized master equation a Fokker-Planck-type equation follows as a "quasi-Markovian" approximation. The kinetic operator thus defined is shown to be ill-defined; in specific, it does not preserve the positivity of the test-particle distribution function f(x, v; t). Adopting an alternative approach, previously introduced for quantum open systems, is proposed to lead to a correct kinetic operator, which yields all the expected properties. A set of explicit expressions for the diffusion and drift coefficients are obtained, allowing for modelling macroscopic diffusion and dynamical friction phenomena, in terms of an external field and intrinsic physical parameters.

nero- a post-maximum supernova radiation transport code

The interpretation of supernova (SN) spectra is essential for deriving SN ejecta properties such as density and composition, which in turn can tell us about their progenitors and the explosion mechanism. A very large number of atomic processes are important for spectrum formation. Several tools for calculating SN spectra exist, but they mainly focus on the very early or late epochs. The intermediate phase, which requires a non-local thermodynamic equilibrium (NLTE) treatment of radiation transport has rarely been studied. In this paper, we present a new SN radiation transport code, nero, which can look at those epochs. All the atomic processes are treated in full NLTE, under a steady-state assumption. This is a valid approach between roughly 50 and 500days after the explosion depending on SN type. This covers the post-maximum photospheric and the early and the intermediate nebular phase. As a test, we compare nero to the radiation transport code of Jerkstrand, Fransson & Kozma and to the nebular code of Mazzali et al. All three codes have been developed independently and a comparison provides a valuable opportunity to investigate their reliability. Currently, nero is one-dimensional and can be used for predicting spectra of synthetic explosion models or for deriving SN properties by spectral modelling. To demonstrate this, we study the spectra of the 'normal' Type Ia supernova (SN Ia) 2005cf between 50 and 350 days after the explosion and identify most of the common SN Ia line features at post-maximum epochs. © 2011 The Authors Monthly Notices of the Royal Astronomical Society © 2011 RAS.

The nebular spectra of SN 2012aw and constraints on stellar nucleosynthesis from oxygen emission lines

We present nebular-phase optical and near-infrared spectroscopy of the Type IIP supernova SN 2012aw combined with non-local thermodynamic equilibrium radiative transfer calculations applied to ejecta from stellar evolution/explosion models. Our spectral synthesis models generally show good agreement with the ejecta from a M_ZAMS = 15 M_⊙progenitor star. The emission lines of oxygen, sodium, and magnesium are all consistent with the nucleosynthesis in a progenitor in the 14-18 M_⊙ range.We also demonstrate how the evolution of the oxygen cooling lines of [O I] λ5577, [O I] λ6300, and [O I] λ6364 can be used to constrain the mass of oxygen in the non-molecularly cooled ashes to < 1 M_⊙, independent of the mixing in the ejecta. This constraint implies that any progenitor model of initial mass greater than 20 M_⊙ would be difficult to reconcile with the observed line strengths. A stellar progenitor of around M_ZAMS = 15 M_⊙ can consistently explain the directly measured luminosity of the progenitor star, the observed nebular spectra, and the inferred pre-supernova mass-loss rate.We conclude that there is still no convincing example of a Type IIP supernova showing the nucleosynthesis products expected from an M_ZAMS > 20 M_⊙ progenitor. © 2014 The Author. Published by Oxford University Press on behalf of the Royal Astronomical Society.

The Type IIb SN 2011dh: Two years of observations and modelling of the lightcurves

We present optical and near-infrared (NIR) photometry and spectroscopy as well as modelling of the lightcurves of the Type IIb supernova (SN) 2011dh. Our extensive dataset, for which we present the observations obtained after day 100, spans two years, and complemented with Spitzer mid-infrared (MIR) data, we use it to build an optical-to-MIR bolometric lightcurve between days 3 and 732. To model the bolometric lightcurve before day 400 we use a grid of hydrodynamical SN models, which allows us to determine the errors in the derived quantities, and a bolometric correction determined with steady-state non-local thermodynamic equilibrium (NLTE) modelling. Using this method we find a helium core mass of 3.1^+0.7<inf>-0.4</inf> M<inf>⊙</inf> for SN 2011dh, consistent within error bars with previous results obtained using the bolometric lightcurve before day 80. We compute bolometric and broad-band lightcurves between days 100 and 500 from spectral steady-state NLTE models, presented and discussed in a companion paper. The preferred 12 M<inf>⊙</inf> (initial mass) model, previously found to agree well with the observed spectra, shows a good overall agreement with the observed lightcurves, although some discrepancies exist. Time-dependent NLTE modelling shows that after day ∼600 a steady-state assumption is no longer valid. The radioactive energy deposition in this phase is likely dominated by the positrons emitted in the decay of ⁵⁶Co, but seems insufficient to reproduce the lightcurves, and what energy source is dominating the emitted flux is unclear. We find an excess in the K and the MIR bands developing between days 100 and 250, during which an increase in the optical decline rate is also observed. A local origin of the excess is suggested by the depth of the He I 20 581 Å absorption. Steady-state NLTE models with a modest dust opacity in the core (τ = 0.44), turned on during this period, reproduce the observed behaviour, but an additional excess in the Spitzer 4.5 μm band remains. Carbon-monoxide (CO) first-overtone band emission is detected at day 206, and possibly at day 89, and assuming the additional excess to bedominated by CO fundamental band emission, we find fundamental to first-overtone band ratios considerably higher than observed in SN 1987A. The profiles of the [O i] 6300 Å and Mg i] 4571 Å lines show a remarkable similarity, suggesting that these lines originate from a common nuclear burning zone (O/Ne/Mg), and using small scale fluctuations in the line profiles we estimate a filling factor of ≲ 0.07 for the emitting material. This paper concludes our extensive observational and modelling work on SN 2011dh. The results from hydrodynamical modelling, steady-state NLTE modelling, and stellar evolutionary progenitor analysis are all consistent, and suggest an initial mass of ∼12 M<inf>⊙</inf> for the progenitor.

Utilização de plataformas de fonte aberta no controlo de condição

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Développement d’une approche de régulation des essais cliniques dans un contexte de pays en développement : le cas du Mali

Le Mali est devenu un milieu attractif pour les essais cliniques. Cependant, le cadre de réglementation pour leur surveillance y est très limité. Le pays manque de l’expertise, de l’infrastructure et des ressources nécessaires pour mettre en œuvre pleinement la régulation. Ceci représente un risque pour la sécurité des sujets de recherche et l’intégrité des résultats scientifiques. Il ne permet pas non plus de s’aligner sur les normes internationales en vigueur, telles que la déclaration d’Helsinki, les directives éthiques internationales du Conseil des organisations internationales des sciences médicales (CIOMS) ou les réglementations de pays industrialisés comme les États-Unis, le Canada ou l’Union Européenne. Pour améliorer la situation, la présente étude vise à comprendre les enjeux de la régulation des essais cliniques au Mali afin de suggérer des pistes de solutions et des recommandations. L’étude a été réalisée à l’aide de méthodes qualitatives, soit l’examen de documents officiels et des entrevues semi-dirigées avec les principaux acteurs impliqués dans les essais cliniques. La théorie néo-institutionnelle a servi de toile de fond à l’analyse des données. L’approche néo-institutionnelle consiste à expliquer l’influence de l’environnement sur les organisations. Selon cette approche, l’environnement s’assimile à des champs organisationnels incluant les connexions locales ou non, les liens horizontaux et verticaux, les influences culturelles et politiques ainsi que les échanges techniques. Les résultats présentés dans un premier article montrent l’existence de nombreux enjeux reflétant la carence du système de régulation au Mali. La coexistence de quatre scénarios d’approbation des essais cliniques illustre bien l’inconsistance des mécanismes. Tout comme l’absence d’inspection, l’inconsistance des mécanismes traduit également l’intervention limitée des pouvoirs publics dans la surveillance réglementaire. Ces enjeux résultent d’une double influence subie par les autorités réglementaires et les comités d’éthique. Ceux-ci sont, d’une part, influencés par l’environnement institutionnel sous pressions réglementaires, cognitives et normatives. D’autre part, les pouvoirs publics subissent l’influence des chercheurs qui opèrent comme des entrepreneurs institutionnels en occupant un rôle central dans le champ de la régulation. Dans un second article, l’étude propose une analyse détaillée des facteurs influençant la régulation des essais cliniques. Ces facteurs sont synthétisés en cinq groupes répartis entre deux sphères d’influence. L’analyse montre combien ces facteurs influencent négativement la régulation, notamment : 1) la structuration inachevée du champ de régulation due à un faible degré d’interactions, une absence de structure de coordination, d’informations mutuelles et de conscience dans la constitution des interdépendances; et 2) les positions relatives des acteurs impliqués dans la construction du champ de régulation se manifestant par une faible autorité des pouvoirs publics et l’ascendance des groupes de recherche. Enfin, dans un troisième article nous proposons quelques mécanismes qui, s’ils sont mis en œuvre, pourraient améliorer la régulation des essais cliniques au Mali. Ces mécanismes sont présentés, en référence au cadre théorique, sous trois types de vecteurs d’influence, notamment réglementaires, normatifs et cognitifs-culturels. En guise de conclusion, l’étude envoie un signal fort pour la nécessité d’une régulation appropriée des essais cliniques au Mali. Elle montre que la plupart des problèmes de fond en matière de régulation relèvent d’un besoin de restructuration du champ organisationnel et de renforcement de la position des pouvoirs publics.

Modèles d'atmosphères hors-ETL avec métaux : applications aux étoiles sous-naines chaudes

Avec la mise en place dans les dernières années d'une grappe d'ordinateurs (CALYS) dédiés aux calculs de modèles stellaires pour notre groupe de recherche, il nous est désormais possible d'exploiter à leur plein potentiel les modèles d'atmosphères hors équilibre thermodynamique local (HETL) en y incluant des éléments métalliques. Ce type de modèles, plutôt exigeant en temps de calcul, est toutefois essentiel pour analyser correctement les spectres d'étoiles chaudes comme les sous-naines de type O (sdO). Les travaux effectués dans le cadre de cette thèse ont comme point commun l'utilisation de tels modèles d'atmosphères pour faire l'analyse spectroscopique d'étoiles sous-naines chaudes dans des contextes variés. Le coeur de cette thèse porte sur Bd+28 4211, une étoile standard de type sdO très chaude, dans laquelle le problème des raies de Balmer, qui empêche de reproduire ces dernières avec une unique, et réaliste, combinaison de paramètres atmosphériques, est bien présent. Dans un premier temps nous présentons une analyse approfondie de son spectre ultraviolet (UV). Cela nous permet de déterminer les abondances de métaux dans l'atmosphère de l'étoile et de contraindre sa température effective et sa gravité de surface. Par la suite, ces résultats servent de point de départ à l'analyse du spectre optique de l'étoile, dans lequel le problème des raies de Balmer se fait sentir. Cette analyse nous permet de conclure que l'inclusion des abondances métalliques propres à l'étoile dans les modèles d'atmosphères HETL n'est pas suffisant pour surmonter le problème des raies de Balmer. Toutefois, en y incluant des abondances dix fois solaires, nous arrivons à reproduire correctement les raies de Balmer et d'hélium présentes dans les spectres visibles lors d'un ajustement de paramètres. De plus, les paramètres résultants concordent avec ceux indiqués par le spectre UV. Nous concluons que des sources d'opacité encore inconnues ou mal modélisées sont à la source de ce problème endémique aux étoiles chaudes. Par la suite nous faisons une étude spectroscopique de Feige 48, une étoile de type sdB pulsante particulièrement importante. Nous arrivons à reproduire très bien le spectre visible de cette étoile, incluant les nombreuses raies métalliques qui s'y trouvent. Les paramètres fondamentaux obtenus pour Feige 48 corroborent ceux déjà présents dans la littérature, qui ont été obtenus avec des types de modèles d'atmosphères moins sophistiqués, ce qui implique que les effets HETL couplés à la présence de métaux ne sont pas importants dans l'atmosphère de cette étoile particulière. Nous pouvons donc affirmer que les paramètres de cette étoile sont fiables et peuvent servir de base à une future étude astérosismologique quantitative. Finalement, 38 étoiles sous-naines chaudes appartenant à l'amas globulaire omega Centauri ont été analysées afin de déterminer, outre leur température et gravité de surface, leurs abondances d'hélium et de carbone. Nous montrons qu'il existe une corrélation entre les abondances photosphériques de ces deux éléments. Nous trouvons aussi des différences entre les étoiles riches en hélium de l'amas du celles du champ. Dans leur ensemble, nos résultats remettent en question notre compréhension du mécanisme de formation des sous-naines riches en hélium.

Design de nouvelles fonctionnelles en théorie de la fonctionnelle de la densité et conception de polymères pour application à la photovoltaïque organique

La présente thèse porte sur les calculs utilisant la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) pour simuler des systèmes dans lesquels les effets à longue portée sont importants. Une emphase particulière est mise sur les calculs des énergies d’excitations, tout particulièrement dans le cadre des applications photovoltaïques. Cette thèse aborde ces calculs sous deux angles. Tout d’abord, des outils DFT déjà bien établis seront utilisés pour simuler des systèmes d’intérêt expérimental. Par la suite, la théorie sous-jacente à la DFT sera explorée, ses limites seront identifiées et de nouveaux développements théoriques remédiant à ceux-ci seront proposés. Ainsi, dans la première partie de cette thèse, des calculs numériques utilisant la DFT et la théorie de la fonctionnelle de la densité dépendante du temps (TDDFT) telles qu’implémentées dans le logiciel Gaussian [1] sont faits avec des fonctionnelles courantes sur des molécules et des polymères d’intérêt expérimental. En particulier, le projet présenté dans le chapitre 2 explore l’utilisation de chaînes latérales pour optimiser les propriétés électroniques de polymères déjà couramment utilisés en photovoltaïque organique. Les résultats obtenus montrent qu’un choix judicieux de chaînes latérales permet de contrôler les propriétés électroniques de ces polymères et d’augmenter l’efficacité des cellules photovoltaïques les utilisant. Par la suite, le projet présenté dans le chapitre 3 utilise la TDDFT pour explorer les propriétés optiques de deux polymères, le poly-3-hexyl-thiophène (P3HT) et le poly-3-hexyl- sélénophène (P3HS), ainsi que leur mélange, dans le but d’appuyer les observations expérimentales indiquant la formation d’exciplexe dans ces derniers. Les calculs numériques effectués dans la première partie de cette thèse permettent de tirer plusieurs conclusions intéressantes, mais mettent également en évidence certaines limites de la DFT et de la TDDFT pour le traitement des états excités, dues au traitement approximatif de l’interaction coulombienne à longue portée. Ainsi, la deuxième partie de cette thèse revient aux fondements théoriques de la DFT. Plus précisément, dans le chapitre 4, une série de fonctionnelles modélisant plus précisément l’interaction coulombienne à longue portée grâce à une approche non-locale est élaborée. Ces fonctionnelles sont basées sur la WDA (weighted density approximation), qui est modifiée afin d’imposer plusieurs conditions exactes qui devraient être satisfaites par le trou d’échange. Ces fonctionnelles sont ensuite implémentées dans le logiciel Gaussian [1] et leurs performances sont évaluées grâce à des tests effectués sur une série de molécules et d’atomes. Les résultats obtenus indiquent que plusieurs de ces fonctionnelles donnent de meilleurs résultats que la WDA. De plus, ils permettrent de discuter de l’importance relative de satisfaire chacune des conditions exactes.