Dynamic portrait of the planetary 2/1 mean-motion resonance - I. Systems with a more massive outer planet

We analyse the global structure of the phase space of the planar planetary 2/1 mean-motion resonance in cases where the outer planet is more massive than its inner companion. Inside the resonant domain, we show the existence of two families of periodic orbits, one associated to the librational motion of resonant angle (sigma-family) and the other related to the circulatory motion of the difference in longitudes of pericentre (Delta pi-family). The well-known apsidal corotation resonances (ACR) appear as intersections between both families. A complex web of secondary resonances is also detected for low eccentricities, whose strengths and positions are dependent on the individual masses and spatial scale of the system. The construction of dynamical maps for various values of the total angular momentum shows the evolution of the families of stable motion with the eccentricities, identifying possible configurations suitable for exoplanetary systems. For low-moderate eccentricities, several different stable modes exist outside the ACR. For larger eccentricities, however, all stable solutions are associated to oscillations around the stationary solutions. Finally, we present a possible link between these stable families and the process of resonance capture, identifying the most probable routes from the secular region to the resonant domain, and discussing how the final resonant configuration may be affected by the extension of the chaotic layer around the resonance region.

Reliability of orbital fits for resonant extrasolar planetary systems: the case of HD82943

We perform a statistical study of the process of orbital determination of the HD82943 extrasolar planetary system, using the current observational data set of N = 165 radial velocity (RV) measurements. Our aim is to analyse the dispersion of possible orbital fits leading to residuals compatible with the best solution, and to discuss the sensitivity of the results with respect to both the data set and the error distribution around the best fit. Although some orbital parameters (e.g. semimajor axis) appear well constrained, we show that the best fits for the HD82943 system are not robust, and at present it is not possible to estimate reliable solutions for these bodies. Finally, we discuss the possibility of a third planet, with a mass of 0.35M(Jup) and an orbital period of 900 d. Stability analysis and simulations of planetary migration indicate that such a hypothetical three-planet system could be locked in a double 2/1 mean-motion resonance, similar to the so-called Laplace resonance of the three inner Galilean satellites of Jupiter.

DETECTABILITY AND ERROR ESTIMATION IN ORBITAL FITS OF RESONANT EXTRASOLAR PLANETS

We estimate the conditions for detectability of two planets in a 2/1 mean-motion resonance from radial velocity data, as a function of their masses, number of observations and the signal-to-noise ratio. Even for a data set of the order of 100 observations and standard deviations of the order of a few meters per second, we find that Jovian-size resonant planets are difficult to detect if the masses of the planets differ by a factor larger than similar to 4. This is consistent with the present population of real exosystems in the 2/1 commensurability, most of which have resonant pairs with similar minimum masses, and could indicate that many other resonant systems exist, but are currently beyond the detectability limit. Furthermore, we analyze the error distribution in masses and orbital elements of orbital fits from synthetic data sets for resonant planets in the 2/1 commensurability. For various mass ratios and number of data points we find that the eccentricity of the outer planet is systematically overestimated, although the inner planet`s eccentricity suffers a much smaller effect. If the initial conditions correspond to small-amplitude oscillations around stable apsidal corotation resonances, the amplitudes estimated from the orbital fits are biased toward larger amplitudes, in accordance to results found in real resonant extrasolar systems.

Pulling Back the Veil: The Characterization and Habitability of Enshrouded Worlds

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-08

Li-6 in the atmosphere of GJ 117 revisited

Detection of Li-6 has been shown for energetic solar events, one chromospherically active binary, and several dwarf halo stars. We had previously found a Li-6/Li-7 = 0.03 +/- 0.01 for active K dwarf GJ 117 using VLT UVES observations. Here we present high signal-to-noise (> 1000) high spectral resolution observations taken with the McDonald Observatory's 2.7 m and echelle spectrometer of GJ 117. We have used the solar spectrum and template stars to eliminate possible blends, such as Ti I, in the Li-6 spectral region. Our new analysis, using an updated PHOENIX model atmosphere, finds Li-6/Li-7 = 0.05 +/- 0.02. In addition, bisector analysis showed no significant red asymmetries that would affect the lithium line profile. No changes above the statistical uncertainties are found between the VLT and McDonald data. The amount of Li-6 derived for GJ 117 is consistent with creation in spallation reactions on the stellar surface, but we caution that uncertainties in the continuum level may cause additional uncertainty in the Li-6 fraction.

SN 2005 gj: evidence for LBV supernovae progenitors?

There is mounting observational evidence in favour of Luminous Blue Variables (LBVs) being the direct progenitors of supernovae. Here we present possibly the most convincing evidence yet for such progenitors. We find multiple absorption component P-Cygni profiles of hydrogen and helium in the spectrum of SN 2005gj, which we interpret as being an imprint of the progenitor's mass-loss history. Such profiles have previously only been detected in Luminous Blue Variables. This striking resemblance of the profiles, along with wind velocities and periods consistent with those of LBVs leads us to connect SN 2005gj to an LBV progenitor.

X-Ray Emission from the Super-Earth Host GJ 1214

Stellar activity can produce large amounts of high-energy radiation, which is absorbed by the planetary atmosphere leading to irradiation-driven mass loss. We present the detection and an investigation of high-energy emission in a transiting super-Earth host system, GJ 1214, based on XMM-Newton observations. We derive an X-ray luminosity of LX = 7.4 × 1025 erg s-1 and a corresponding activity level of log (LX /L bol) ~ -5.3. Further, we determine a coronal temperature of about ~3.5 MK, which is typical for coronal emission of moderately active low-mass stars. We estimate that GJ 1214 b evaporates at a rate of 1.3× 1010 g s-1 and has lost a total of ≈2-5.6 M ⊕.

Reseña: Elvira Narvaja de Arnoux y Susana Nothstein (eds.) (2014), Temas de glotopolítica: integración regional sudamericana y panhispanismo, Buenos Aires, Biblos, coll. “Investigaciones y ensayos”, 376 p. [ISBN: 978-9-876-91257-0]

Résumé non disponible

A "Trojan horse" strategy to reverse drug-resistance in brain tumors

Los gliomas malignos representan una de las formas más agresivas de los tumores del sistema nervioso central (SNC). De acuerdo con la clasificación de los tumores cerebrales de la Organización Mundial de la Salud (OMS), los astrocitomas han sido categorizados en cuatro grados, determinados por la patología subyacente. Es así como los gliomas malignos (o de alto grado) incluyen el glioma anaplásico (grado III) así como el glioblastoma multiforme (GBM, grado IV),estos últimos los más agresivos con el peor pronóstico (1). El manejo terapéutico de los tumores del SNC se basa en la cirugía, la radioterapia y la quimioterapia, dependiendo de las características del tumor, el estadio clínico y la edad (2),(3), sin embargo ninguno de los tratamientos estándar es completamente seguro y compatible con una calidad de vida aceptable (3), (4). En general, la quimioterapia es la primera opción en los tumores diseminados, como el glioblastoma invasivo y el meduloblastoma de alto riesgo o con metástasis múltiple, pero el pronóstico en estos pacientes es muy pobre (2),(3). Solamente nuevas terapias dirigidas (2) como las terapias anti-angiogénicas (4); o terapias génicas muestran un beneficio real en grupos limitados de pacientes con defectos moleculares específicos conocidos (4). De este modo, se hace necesario el desarrollo de nuevas terapias farmacológicas para atacar los tumores cerebrales. Frente a las terapias los gliomas malignos son con frecuencia quimioresistentes, y esta resistencia parece depender de al menos dos mecanismos: en primer lugar, la pobre penetración de muchas drogas anticáncer a través de la barrera hematoencefálica (BBB: Blood Brain Barrier), la barrera del fluido sangre-cerebroespinal (BCSFB: Blood-cerebrospinal fluid barrier) y la barrera sangre-tumor (BTB: blood-tumor barrier). Dicha resistencia se debe a la interacción de la droga con varios transportadores o bombas de eflujo de droga ABC (ABC: ATP-binding cassette) que se sobre expresan en las células endoteliales o epiteliales de estas barreras. En segundo lugar, estos transportadores de eflujo de drogas ABC propios de las células tumorales confieren un fenotipo conocido como resistencia a multidrogas (MDR: multidrug resistance), el cual es característico de varios tumores sólidos. Este fenotipo también está presente en los tumores del SNC y su papel en gliomas es objeto de investigación (5). Por consiguiente el suministro de medicamentos a través de la BBB es uno de los problemas vitales en los tratamientos de terapia dirigida. Estudios recientes han demostrado que algunas moléculas pequeñas utilizadas en estas terapias son sustratos de la glicoproteína P (Pgp: P-gycoprotein), así como también de otras bombas de eflujo como las proteínas relacionadas con la resistencia a multidrogas (MRPs: multidrug resistance-related proteins (MRPs) o la proteína relacionada con cáncer de seno (BCRP: breast-cancer resistance related protein)) que no permiten que las drogas de este tipo alcancen el tumor (1). Un sustrato de Pgp y BCRP es la DOXOrubicina (DOXO), un fármaco utilizado en la terapia anti cáncer, el cual es muy eficaz para atacar las células del tumor cerebral in vitro, pero con un uso clínico limitado por la poca entrega a través de la barrera hematoencefálica (BBB) y por la resistencia propia de los tumores. Por otra parte las células de BBB y las células del tumor cerebral tienen también proteínas superficiales, como el receptor de la lipoproteína de baja densidad (LDLR), que podría utilizarse como blanco terapéutico en BBB y tumores cerebrales. Es asi como la importancia de este estudio se basa en la generación de estrategias terapéuticas que promuevan el paso de las drogas a través de la barrera hematoencefalica y tumoral, y a su vez, se reconozcan mecanismos celulares que induzcan el incremento en la expresión de los transportadores ABC, de manera que puedan ser utilizados como blancos terapéuticos.Este estudio demostró que el uso de una nueva estrategia basada en el “Caballo de Troya”, donde se combina la droga DOXOrubicina, la cual es introducida dentro de un liposoma, salvaguarda la droga de manera que se evita su reconocimiento por parte de los transportadores ABC tanto de la BBB como de las células del tumor. La construcción del liposoma permitió utilizar el receptor LDLR de las células asegurando la entrada a través de la BBB y hacia las células tumorales a través de un proceso de endocitosis. Este mecanismo fue asociado al uso de estatinas o drogas anticolesterol las cuales favorecieron la expresión de LDLR y disminuyeron la actividad de los transportadores ABC por nitración de los mismos, incrementando la eficiencia de nuestro Caballo de Troya. Por consiguiente demostramos que el uso de una nueva estrategia o formulación denominada ApolipoDOXO más el uso de estatinas favorece la administración de fármacos a través de la BBB, venciendo la resistencia del tumor y reduciendo los efectos colaterales dosis dependiente de la DOXOrubicina. Además esta estrategia del "Caballo de Troya", es un nuevo enfoque terapéutico que puede ser considerado como una nueva estrategia para aumentar la eficacia de diferentes fármacos en varios tumores cerebrales y garantiza una alta eficiencia incluso en un medio hipóxico,característico de las células cancerosas, donde la expresión del transportador Pgp se vió aumentada. Teniendo en cuenta la relación entre algunas vías de señalización reconocidas como moduladores de la actividad de Pgp, este estudio presenta no solo la estrategia del Caballo de Troya, sino también otra propuesta terapéutica relacionada con el uso de Temozolomide más DOXOrubicina. Esta estrategia demostró que el temozolomide logra penetrar la BBB por que interviene en la via de señalización de la Wnt/GSK3/β-catenina, la cual modula la expresión del transportador Pgp. Se demostró que el TMZ disminuye la proteína y el mRNA de Wnt3 permitiendo plantear la hipótesis de que la droga al disminuir la transcripción del gen Wnt3 en células de BBB, incrementa la activación de la vía fosforilando la β-catenina y conduciendo a disminuir la β-catenina nuclear y por tanto su unión al promotor del gen mdr1. Con base en los resultados este estudio permitió el reconocimiento de tres mecanismos básicos relacionados con la expresión de los transportadores ABC y asociados a las estrategias empleadas: el primero fue el uso de las estatinas, el cual condujo a la nitración de los transportadores disminuyendo su actividad por la via del factor de transcripción NFκB; el segundo a partir del uso del temozolomide, el cual metila el gen de Wnt3 reduciendo la actividad de la via de señalización de la la β-catenina, disminuyendo la expresión del transportador Pgp. El tercero consistió en la determinación de la relación entre el eje RhoA/RhoA quinasa como un modulador de la via (no canónica) GSK3/β-catenina. Se demostró que la proteína quinasa RhoA promovió la activación de la proteína PTB1, la cual al fosforilar a GSK3 indujo la fosforilación de la β-catenina, lo cual dio lugar a su destrucción por el proteosoma, evitando su unión al promotor del gen mdr1 y por tanto reduciendo su expresión. En conclusión las estrategias propuestas en este trabajo incrementaron la citotoxicidad de las células tumorales al aumentar la permeabilidad no solo de la barrera hematoencefálica, sino también de la propia barrera tumoral. Igualmente, la estrategia del “Caballo de Troya” podría ser útil para la terapia de otras enfermedades asociadas al sistema nervioso central. Por otra parte estos estudios indican que el reconocimiento de mecanismos asociados a la expresión de los transportadores ABC podría constituir una herramienta clave en el desarrollo de nuevas terapias anticáncer.

Análisis de supervivencia en pacientes con prótesis valvular biológica, Fundación Cardioinfantil-Instituto de Cardiología, Colombia, 2005-2013

Introducción: A partir de la década de los cincuenta el manejo de la enfermedad valvular presenta cambios significativos cuando se incorporan los reemplazos valvulares tanto mecánicos como biológicos dentro de las opciones de tratamiento quirúrgico (1). Las válvulas biológicas se desarrollaron como una alternativa que buscaba evitar los problemas relacionados con la anticoagulación y con la idea de utilizar un tejido que se comportara hemodinámicamente como el nativo. Este estudio está enfocado en establecer la sobrevida global y la libertad de reoperación de la válvula de los pacientes sometidos a reemplazo valvular aórtico y mitral biológicos en la Fundación Cardioinfantil - IC a 1, 3, 5 y 10 años. Materiales y métodos: Estudio de cohorte retrospectiva de supervivencia de pacientes sometidos a reemplazo valvular aórtico y/o mitral biológico intervenidos en la Fundación Cardioinfantil entre 2005 y 2013. Resultados: Se obtuvieron 919 pacientes incluidos en el análisis general y 876 (95,3%) pacientes con seguimiento efectivo para el análisis de sobrevida. La edad promedio fue 64años. La sobrevida a 1, 3, 5 y 10 años fue 95%,90%,85% y 69% respectivamente. El seguimiento efectivo para el desenlace reoperación fue del 55% y se encontró una libertad de reoperación del 99%, 96%, 93% y 81% a los 1, 3, 5 y 10 años. No hubo diferencias significativas entre la localización de la válvula ni en el tipo de válvula aortica empleada. Conclusiones: La sobrevida de los pacientes que son llevados a reemplazo valvular biológico en este estudio es comparable a grandes cohortes internacionales. La sobrevida de los pacientes llevados a reemplazo valvular con prótesis biológicas en posición mitral y aortica fue similar a 1, 3, 5 y 10 años.

Messung des Landé-gJ-Faktors im Grundzustand von Ca + und Untersuchung des Speicherverhaltens von Elektronen in einem Penningkäfig

Ionenkäfige und speziell Penningfallen stellen sich in der Atomphysik als außergewöhnliche Werkzeuge heraus. Zum einen bieten diese 'Teilchencontainer' die Möglichkeit atomphysikalische Präzisionsmessungen durchzuführen und zum anderen stellen Penningfallen schwingungsfähige Systeme dar, in welchen nichtlineare dynamische Prozesse an gespeicherten Teilchen untersucht werden können. In einem ersten Teil der Arbeit wurde mit der in der Atomphysik bekannten Methode der optischen Mikrowellen-Doppelresonanz Spektroskopie der elektronische g-Faktor von Ca+ mit einer Genauigkeit von 4*10^{-8} zu gJ=2,00225664(9) bestimmt. g-Faktoren von Elektronen in gebundenen ionischen Systemen sind fundamentale Größen der Atomphysik, die Informationen über die atomare Wellenfunktion des zu untersuchenden Zustandes liefern. In einem zweiten Teil der Arbeit wurde hinsichtlich der Untersuchungen zur nichtlinearen Dynamik von parametrisch angeregten gespeicherten Elektronen beobachtet, dass ab bestimmten kritischen Teilchendichten in der Penningfalle die gespeicherten Elektronen kollektive Eigenschaften manifestieren. Weiterhin wurde bei der Anregung der axialen Eigenbewegung ein Schwellenverhalten der gemessenen Subharmonischen zur 2*omega_z-Resonanz beobachtet. Dieser Schwelleneffekt lässt sich mit der Existenz eines Dämpfungsmechanismus erklären, der auf die Elektronenwolke einwirkt, so dass eine Mindestamplitude der Anregung erforderlich ist, um diese Dämpfung zu überwinden. Durch Bestimmung der charakteristischen Kurven der gedämpften Mathieuschen Differentialgleichung konnte das beobachtete Phänomen theoretisch verstanden werden.