Sensing the "LUV" with HST+COS in Cycle 20 and beyond

New Cosmic Origins Spectrograph (COS) observing modes have extended the Hubble Space Telescope's spectral range to wavelengths between 900-1150 Å. However, the G140L/1280 and the Cycle 19 available G130M central wavelengths (1055 and 1096) that sample below 1150 Å were only available at focus positions which provided low-resolution (R<3,000). For HST Cycle 20, we introduced a new G130M/1222 central wavelength that covers 1065-1365 Å with R>10,000 everywhere, but optimized for 15000 from 1080-1200 Å. This mode places geo-coronal Lyα between the COS FUV detector segments to minimize detector gain sag. Also for Cycle 20, the resolution of the G130M/1055 and 1096 modes will be increased by a factor of 3-4 by optimizing the focus positions for these modes. This will give HST approximately the effective area of FUSE over the FUSE bandpass at 10,000. Here we present the current calibration status of the COS G130M/1055, 1096, and 1222 central wavelength settings at the original and second FUV lifetime positions with an emphasis on observing over the "Lyman UV", or "LUV", 912-1216 Å.

Updated status and performance for the cosmic origins spectrograph onboard the Hubble Space Telescope

The Cosmic Origins Spectrograph (COS) was installed on the Hubble Space Telescope in May 2009. Although COS was initially designed to perform high-sensitivity medium- and low-resolution spectroscopy of astronomical objects in the 1150-3200 Å wavelength range, new wavelength settings have recently become available that allow medium-resolution spectroscopy down to 900 Å, at effective areas comparable to those of FUSE. Here we provide an update on the implementation of the new short wavelength settings G130M/1222, 1096, and 1055. We discuss changes to the Far-Ultraviolet (FUV) and Near-Ultraviolet (NUV) dark rates, FUV pulse height filtering, new and improved flux calibrations for FUV Lifetime Positions 1 and 2, changes in sensitivity for both the NUV and FUV channels, and give a general overview of the calibration projects undertaken in Cycles 19 and 20.

Update on the status of the Space Telescope Imaging Spectrograph onboard the Hubble Space Telescope

The Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) has been on orbit for approximately 16 years as one of the 2nd generation instruments on the Hubble Space Telescope (HST). Its operations were interrupted by an electronics failure in 2004, but STIS was successfully repaired in May 2009 during Service Mission 4 (SM4) allowing it to resume science observations. The Instrument team continues to monitor its performance and work towards improving the quality of its products. Here we present updated information on the status of the FUV and NUV MAMA and the CCD detectors onboard STIS and describe recent changes to the STIS calibration pipeline. We also discuss the status of efforts to apply a pixel-based correction for charge transfer inefficiency (CTI) effects to STIS CCD data. These techniques show promise for ameliorating the effects of ongoing radiation damage on the quality of STIS CCD data.

Results from the HST/COS FUV detector "lifetime move"

We describe the planning, implementation, and initial results of the first planned move of the default position of spectra on the Hubble Space Telescope's Cosmic Origins Spectrograph (COS) Far Ultraviolet (FUV) cross-delay line detector. This was motivated by the limited amount of charge that can be extracted from the microchannel plate due to gain sag at any one position. Operations at a new location began on July 23, 2012, with a shift of the spectrum by +3.5"(corresponding to ~ 41 pixels or ~ 1 mm) in a direction orthogonal to the spectral dispersion. Operation at this second "lifetime position" allows for spectra to be collected which are not affected by detector artifacts and loss of sensitivity due to gain sag. We discuss programs designed to enable operations at the new lifetime position; these include determinations of operational high voltage, measuring walk corrections and focus, confirming spectrum placement and aperture centering, and target acquisition performance. We also present results related to calibration of the new lifetime position, including measurements of spectral resolution and wavelength calibration, flux and flat field calibration, carryover of time-dependent sensitivity monitoring, and operations with the Bright Object Aperture (BOA).

The Gemini planet-finding campaign: the frequency of giant planets aroud debris disk stars

We have completed a high-contrast direct imaging survey for giant planets around 57 debris disk stars as part of the Gemini NICI Planet-Finding Campaign. We achieved median H-band contrasts of 12.4 mag at 0.''5 and 14.1 mag at 1'' separation. Follow-up observations of the 66 candidates with projected separation <500 AU show that all of them are background objects. To establish statistical constraints on the underlying giant planet population based on our imaging data, we have developed a new Bayesian formalism that incorporates (1) non-detections, (2) single-epoch candidates, (3) astrometric and (4) photometric information, and (5) the possibility of multiple planets per star to constrain the planet population. Our formalism allows us to include in our analysis the previously known β Pictoris and the HR 8799 planets. Our results show at 95% confidence that <13% of debris disk stars have a ≥5 M Jup planet beyond 80 AU, and <21% of debris disk stars have a ≥3 M Jup planet outside of 40 AU, based on hot-start evolutionary models. We model the population of directly imaged planets as d 2 N/dMdavpropm α a β, where m is planet mass and a is orbital semi-major axis (with a maximum value of a max). We find that β < –0.8 and/or α > 1.7. Likewise, we find that β < –0.8 and/or a max < 200 AU. For the case where the planet frequency rises sharply with mass (α > 1.7), this occurs because all the planets detected to date have masses above 5 M Jup, but planets of lower mass could easily have been detected by our search. If we ignore the β Pic and HR 8799 planets (should they belong to a rare and distinct group), we find that <20% of debris disk stars have a ≥3 M Jup planet beyond 10 AU, and β < –0.8 and/or α < –1.5. Likewise, β < –0.8 and/or a max < 125 AU. Our Bayesian constraints are not strong enough to reveal any dependence of the planet frequency on stellar host mass. Studies of transition disks have suggested that about 20% of stars are undergoing planet formation; our non-detections at large separations show that planets with orbital separation >40 AU and planet masses >3 M Jup do not carve the central holes in these disks.

The Gemini NICI planet-finding campaign: the frequency of giant planets around young B and A stars

We have carried out high contrast imaging of 70 young, nearby B and A stars to search for brown dwarf and planetary companions as part of the Gemini NICI Planet-Finding Campaign. Our survey represents the largest, deepest survey for planets around high-mass stars (≈1.5-2.5 M ☉) conducted to date and includes the planet hosts β Pic and Fomalhaut. We obtained follow-up astrometry of all candidate companions within 400 AU projected separation for stars in uncrowded fields and identified new low-mass companions to HD 1160 and HIP 79797. We have found that the previously known young brown dwarf companion to HIP 79797 is itself a tight (3 AU) binary, composed of brown dwarfs with masses 58$^{+21}_{-20}$ M Jup and 55$^{+20}_{-19}$ M Jup, making this system one of the rare substellar binaries in orbit around a star. Considering the contrast limits of our NICI data and the fact that we did not detect any planets, we use high-fidelity Monte Carlo simulations to show that fewer than 20% of 2 M ☉ stars can have giant planets greater than 4 M Jup between 59 and 460 AU at 95% confidence, and fewer than 10% of these stars can have a planet more massive than 10 M Jup between 38 and 650 AU. Overall, we find that large-separation giant planets are not common around B and A stars: fewer than 10% of B and A stars can have an analog to the HR 8799 b (7 M Jup, 68 AU) planet at 95% confidence. We also describe a new Bayesian technique for determining the ages of field B and A stars from photometry and theoretical isochrones. Our method produces more plausible ages for high-mass stars than previous age-dating techniques, which tend to underestimate stellar ages and their uncertainties.

Avaliação do efeito de duas técnicas de instrumentação na zona de risco de molares inferiores curvos por microtomografia computadorizada e análise de imagens

O objetivo deste estudo foi avaliar a espessura mínima radicular remanescente e o desgaste porcentual do terço cervical em raízes mesiais de molares inferiores, após a instrumentação com as técnicas ProTaper Universal e Lima única F2. Foram obtidos 100 primeiros molares inferiores com raízes completamente separadas. Desse total, foram selecionados e incluídos no estudo somente 22 que possuíam dois canais distintos na raiz mesial, comprimento entre 20 e 22 mm e grau de curvatura da raiz mesial com angulação variando entre 10 e 20. Destes, 8 foram eliminados por possuírem uma anatomia muito discrepante, o que limitava o processamento e análise digital das imagens (PADI). Os dentes foram acessados e a patência apical foi realizada em todos os canais determinando o comprimento de trabalho. Em cada dente, cada canal mesial foi instrumentado por uma técnica diferente. As amostras foram posicionadas em um dispositivo de montagem e digitalizadas através de microtomografia computadorizada antes e depois de serem completamente instrumentadas. O volume de interesse, correspondente à região de zona de risco, com uma grande margem de tolerância, tanto em direção apical quanto em direção cervical, foi determinado por 234 fatias, totalizando um comprimento vertical de 3,5 mm, para avaliação quantitativa comparativa. Através de PADI mediu-se, de forma automática, a espessura mínima radicular nos dois canais mesiais, antes e após a instrumentação, para todas as fatias de todos os dentes. A partir destes dados foi calculado o desgaste porcentual. Após o tratamento estatístico das mais de 6500 medidas obtidas, pôde-se concluir que não existiu diferença no desgaste da zona de risco produzido pelas duas técnicas de instrumentação testadas. Em todos os casos a espessura radicular remanescente permaneceu dentro de uma margem de segurança, não havendo, portanto, nenhum caso de rasgo ou perfuração. Dessa forma, ambas as técnicas estudadas foram consideradas seguras quanto ao desgaste da zona de risco da raiz mesial dos molares inferiores.

Influência do limite e do calibre apical após a instrumentação mecanizada com instrumentos reciprocantes na extrusão bacteriana apical

O objetivo deste estudo foi avaliar ex vivo a extrusão bacteriana apical após instrumentação com um sistema de instrumento único reciprocante e verificar a influência de diferentes limites e diâmetros apicais nesta. Sessenta e quatro raízes de pré-molares foram utilizadas. Os dentes foram acessados e seus canais radiculares foram contaminados com uma suspensão de Enterococcus faecalis e incubados por 30 dias possibilitando crescimento bacteriano em biofilme. Os dentes contaminados foram divididos em quatro grupos com 15 espécimes cada. O calibre dos instrumentos utilizados e comprimento de trabalho de cada grupo foram respectivamente R25 à 0mm do forame, R25 aquém 1mm, R40 a 0mm e R40 aquém 1mm. Foram feitos grupos controle de crescimento bacteriano positivo e negativo. As bactérias extruídas apicalmente durante a instrumentação foram coletadas em frascos de vidro contendo 0,9% de NaCl. As amostras microbiológicas foram retiradas destes frascos e incubadas em meio BHI ágar, durante 24 horas. O crescimento bacteriano foi contado e os resultados foram expressos em unidades formadoras de colônia (UFC). Os dados foram analisados pelo teste estatístico de Kruskal-Wallis. Não houve diferença estatisticamente significante no número de UFC entre os quatro grupos (p>0,05). A partir da análise dos resultados e dentro das limitações deste estudo foi possível concluir que independente do comprimento de trabalho e da ampliação foraminal haverá similar quantidade de extrusão bacteriana.

Avaliação da extrusão bacteriana apical após instrumentação mecanizada com sistemas reciprocantes de instrumento único comparados a um sistema rotatório multi-instrumento

O objetivo deste estudo foi avaliar ex vivo a extrusão bacteriana apical após instrumentação mecanizada com sistemas reciprocantes de instrumento único e movimento reciprocante (WaveOne and Reciproc) comparados a um sistema multi-instrumentos (BioRaCe). Quarenta e cinco incisivos inferiores humanos unirradiculares, ovais e de anatomia semelhante foram utilizados. Os dentes foram acessados e seus canais radiculares foram contaminados com uma suspensão de Enterococcus faecalis e incubados por 30 dias possibilitando crescimento bacteriano em biofilme. Os dentes contaminados foram divididos em três grupos com 15 espécimes cada (RE - Reciproc, WO -WaveOne e BR - BioRaCe). Foram utilizados oito dentes para grupos controle de crescimento bacteriano positivo e negativo. As bactérias extruídas apicalmente durante a instrumentação foram coletadas em frascos de vidro contendo 0,9% de NaCl. As amostras microbiológicas foram retiradas dos frascos e incubadas em meio BHI ágar, durante 24 horas. O crescimento bacteriano foi contado e os resultados foram expressos em unidades formadoras de colônia (UFC). Os dados foram analisados pelos testes estatísticos de Wilcoxon e Kruskal-Wallis. Não houve diferença estatisticamente significante no número de UFC entre os dois sistemas reciprocantes (p>0,05). Em contrapartida, o sistema de instrumentos rotatórios mostrou uma quantidade de UFC significativamente maior do que os dois outros grupos (p <0,05). A partir da análise dos resultados e dentro das limitações deste estudo foi possível concluir que todos os sistemas de instrumentação testados extruem bactérias apicalmente. No entanto, ambos os sistemas de instrumento único e movimento reciprocante extruem menos bactérias apicalmente do que o sistema rotatório multi-instrumentos de referência.

Qualidade do debridamento obtido pela técnica de instrumentação da lima única de NiTi em canais ovais e circulares

O presente avalia a qualidade da remoção de tecido pulpar após o preparo químico-cirúrgico realizado com a técnica da lima única, descrita por Ghassan Yared. Ainda não há publicado pesquisa sobre os resultados desta técnica. Este estudo compara o percentual de tecido pulpar remanescente em canais radiculares ovais e circulares de incisivos inferiores recém-extraídos que possuíssem polpa viva e armazenados em formol a 10%. Foram comparadas duas técnicas: ProTaper Universal e a técnica da lima única F2. Após uma rigorosa seleção, quarenta e oito dentes com polpa viva que possuíam indicação de extração, foram preparados, classificados em canais ovais e circulares, separados aleatoriamente em 4 grupos e instrumentados com as duas técnicas. O grupo controle, com 12 espécimes, não recebeu nenhum tipo de intervenção. G1 (n=12), canais ovais, instrumentados com a técnica ProTaper Universal; G2 (n=12), canais ovais instrumentados com a técnica da lima única F2; G3 (n=12), canais circulares instrumentados com a técnica ProTaper Universal; G4 (n=12), canais circulares instrumentados com a técnica da lima única F2. Então, seções transversais foram preparadas para avaliação histológica. A análise da quantidade de tecido pulpar remanescente foi avaliada digitalmente. A análise preliminar dos dados brutos em conjunto de todos os grupos experimentais revelou um padrão de distribuição normal por meio do uso do teste Kolmogorov-Smirnov. A análise foi realizada, e os dados brutos foram avaliados através de métodos não-paramétricos: Teste H Kruskal-Wallis. O valor percentual mínimo de tecido remanescente foi de 0% e o máximo de 37,78% entre todos os grupos. Os valores relativos a quantidade de tecido pulpar remanescente variaram entre 0 a 43.47% m2. Os resultados do Teste H Kruskal-Wallis não revelaram diferenças entre as seções mais apicais (p > 0.05). Entretanto, foi encontrada diferença significante entre as seções mais apicais e a seção do terço médio (p < 0.05). Também foram encontradas diferenças significantes quando canais circulares foram comparados com canais ovais independente da técnica de instrumentação utilizada (p < 0.05). Porém, entre as duas técnicas de instrumentação estudadas, tanto nos canais ovais quanto para os os canais circulares, não houve diferença estatística significante (p > 0.05). A proposta deste estudo é a de fazer uma reflexão sobre a real necessidade de um grande número de instrumentos para o total preparo de canais radiculares, uma vez que nenhuma das técnicas foi capaz de debridar por completo o espaço do canal radicular.

Sistema de instrumentação mecanizada reciprocante

Projeto de Pós-Graduação/Dissertação apresentado à Universidade Fernando Pessoa como parte dos requisitos para obtenção do grau de Mestre em Medicina Dentária

Formação de professores e atividades práticas de astronomia no 1º CEB

Os estudos sobre astronomia e educação em astronomia com professores em serviço são escassos e o seu aumento significativo, nos últimos anos, denota a importância desta área na literacia científica dos cidadãos. Há uma necessidade de divulgar esse conhecimento para superar algumas dificuldades, tais como, a prevalência de conceções alternativas e a falta de implementação de atividades práticas no 1º Ciclo do Ensino Básico. Neste contexto, foi implementado um estudo quasi-experimental com professores e alunos dos 3º e 4º anos de escolaridade de escolas da costa norte de Portugal, que integrou aplicação de questionários diagnósticos em mais de um momento, e uma ação de formação sobre astronomia, para professores. A intenção era verificar se as conceções em relação à astronomia, de professores e alunos, estavam em conformidade com as descritas na literatura, e se a ação de formação, com base em atividades práticas, concebidas com materiais acessíveis e adequadas para colocar em prática com os alunos, foi resposta para melhorar os seus conhecimentos científicos e a prática docente. A análise dos dados a partir do pré-teste revelou conceções alternativas de acordo com a literatura. Os resultados verificados no pós-teste, administrado um ano mais tarde, para o grupo experimental de professores, e comparados com os do grupo de controlo, mostraram que a totalidade dos elementos do grupo experimental evidenciaram uma melhoria significativa no conhecimento científico e uma mudança concetual, devido ao desenvolvimento profissional implementado. Também se verificou que a realização de atividades práticas, através de metodologia de investigação, permitiu que os alunos pudessem compreender como funciona a ciência, o que se traduziu em progresso ao nível das aprendizagens e atitudes. A prática efetiva de atividades hands-on e minds-on parece ser uma maneira apropriada para construir e reforçar o conhecimento científico nesta área, acerca de fenómenos não observáveis. Advoga-se, assim, a importância da formação de professores ao longo da carreira docente como forma de atualizar o processo de ensino e aprendizagem, tendo em vista uma escola capaz de preparar os alunos para uma sociedade cada vez mais exigente e influenciada pela constante mudança no conhecimento proporcionado pelo desenvolvimento científico e tecnológico.

Desenvolvimento de um carro elétrico puro: instrumentação e registos energéticos

Desde meados do século XX os avanços na indústria automóvel trazem a associação da eletrónica sendo esta cada vez mais necessária. Com este trabalho pretende-se construir um computador de bordo de um veículo elétrico dando continuação a uma dissertação anterior, que consistiu em um Controlador de Motor de carro elétrico com capacidade de travagem regenerativa. Este Computador deve ser de baixo custo e é destinado à instrumentação, apresentação de balanços energéticos e funções básicas de diagnóstico do estado do veículo. Foi igualmente um objetivo desenvolver uma Interface a partir de um LCD para este Computador de Bordo. No modelo de Controlador de Motor disponível foram aplicadas alterações e adições na instrumentação de forma a conseguir um diagnóstico do veículo mais preciso e extenso. Para o computador ter conhecimento do consumo e outros parâmetros relacionados com o motor e respetivo Controlador, foi necessário estabelecer uma comunicação entre ambas unidades. Antes de se implementar um protocolo de comunicação realizou-se uma pesquisa por protocolos usados na indústria automóvel, com o intuito de saber qual o mais apropriado para o presente trabalho. A tarefa seguinte consistiu em uma pesquisa por hardware com o qual desenvolver o Computador e sua Interface. Os balanços energéticos implicaram o desenvolvimento de métodos de cálculo, efetuados com os parâmetros transmitidos pelo Controlador de Motor. No final da dissertação demonstra-se todas as funcionalidades do Computador de Bordo desenvolvido e como este é utilizado.

Instrumentação e controlo para regulação de pH em sistemas de cultivo de organismos aquáticos

A Ria Formosa é um tesouro ambiental sem paralelo, preservando uma fauna e flora únicas no mundo. A riqueza deste habitat é de enorme importância para a região, e extremamente apetecível para cientistas oriundos de todas as partes do globo, que aqui frequentemente se deslocam para conduzirem estudos científicos e experiências. O Centro de Ciências do Mar (CCMAR) da Universidade do Algarve (que inclui o Centro Experimental do Ramalhete) conduz estudos e experiências neste palco, estudos que são de inquestionável valor para o conhecimento e desenvolvimento científico. Um assunto que está a merecer a atenção da comunidade científica mundial nos últimos anos é a questão da acidificação dos oceanos. A diminuição gradual do pH das águas pode vir a ter graves repercussões nos ecossistemas marinhos, e o Centro Experimental do Ramalhete tem vindo a conduzir experiências com fauna e flora provenientes da Ria Formosa em águas com níveis de pH mais reduzido, condições que se prevê que os oceanos venham a ter no futuro. Os equipamentos de instrumentação e controlo a que o Centro tem acesso condicionam as experiências que ali são levadas a cabo pelos investigadores, pelo que o desenvolvimento de equipamentos adequados incorporando tecnologias apropriadas permitiria a realização de novas e melhores experiências no campo da biologia marinha. Ao nível do controlo existe uma lacuna no mercado, entre controladores para aquariofilia demasiado simples e controladores industriais demasiado dispendiosos e complexos. Esta dissertação pretende colmatar essa lacuna através do desenvolvimento de um protótipo de um sistema distribuído microcontrolado para aquisição de dados e controlo de pH que vá ao encontro das necessidades dos investigadores do Centro e que se pretende simples, modular, flexível, económico e expansível no futuro. O foco centra-se no desenvolvimento da instrumentação necessária para as medições de temperatura e pH, e depois no estudo de uma malha de controlo PID utilizando como base um modelo do sistema obtido através de resultados experimentais, para o controlo automático do pH.

Instrumentação e monitorização de estruturas geotécnicas na Rede Ferroviária Nacional: estudo de caso do talude de aterro entre os Km's 236+450 e 236+720 da Linha do Sul

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Vias de Comunicação e Transportes