Type Ia supernovae: explosions and progenitors

Supernovae are the brightest explosions in the universe. Supernovae in our Galaxy, rare and happening only every few centuries, have probably been observed since the beginnings of mankind. At first they were interpreted as religious omens but in the last half millennium they have increasingly been used to study the cosmos and our place in it. Tycho Brahe deduced from his observations of the famous supernova in 1572, that the stars, in contrast to the widely believe Aristotelian doctrine, were not immutable. More than 400 years after Tycho made his paradigm changing discovery using SN 1572, and some 60 years after supernovae had been identified as distant dying stars, two teams changed the view of the world again using supernovae. The found that the Universe was accelerating in its expansion, a conclusion that could most easily be explained if more than 70% of the Universe was some previously un-identified form of matter now often referred to as `Dark Energy'. Beyond their prominent role as tools to gauge our place in the Universe, supernovae themselves have been studied well over the past 75 years. We now know that there are two main physical causes of these cataclysmic events. One of these channels is the collapse of the core of a massive star. The observationally motivated classes Type II, Type Ib and Type Ic have been attributed to these events. This thesis, however is dedicated to the second group of supernovae, the thermonuclear explosions of degenerate carbon and oxygen rich material and lacking hydrogen - called Type Ia supernovae (SNe Ia). White dwarf stars are formed at the end of a typical star's life when nuclear burning ceases in the core, the outer envelope is ejected, with the degenerate core typically cooling for eternity. Theory predicts that such stars will self ignite when close to 1.38 Msun (called the Chandrasekhar Mass). Most stars however leave white dwarfs with 0.6 Msun, and no star leaves a remnant as heavy as 1.38 Msun, which suggests that they somehow need to acquire mass if they are to explode as SN Ia. Currently there are two major scenarios for this mass acquisition. In the favoured single degenerate scenario the white dwarf accretes matter from a companion star which is much younger in its evolutionary state. The less favoured double degenerate scenario sees the merger of two white dwarfs (with a total combined mass of more than 1.38 Msun). This thesis has tried to answer the question about the mass acquisition in two ways. First the single degenerate scenario predicts a surviving companion post-explosion. We undertook an observational campaign to find this companion in two ancient supernovae (SN 1572 and SN 1006). Secondly, we have extended an existing code to extract the elemental and energy yields of SNe Ia spectra by automating spectra fitting to specific SNe Ia. This type of analysis, in turn, help diagnose to which of the two major progenitor scenarios is right

The evolving SARS-CoV-2 epidemic in Africa: Insights from rapidly expanding genomic surveillance

INTRODUCTION Investment in Africa over the past year with regard to severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) sequencing has led to a massive increase in the number of sequences, which, to date, exceeds 100,000 sequences generated to track the pandemic on the continent. These sequences have profoundly affected how public health officials in Africa have navigated the COVID-19 pandemic. RATIONALE We demonstrate how the first 100,000 SARS-CoV-2 sequences from Africa have helped monitor the epidemic on the continent, how genomic surveillance expanded over the course of the pandemic, and how we adapted our sequencing methods to deal with an evolving virus. Finally, we also examine how viral lineages have spread across the continent in a phylogeographic framework to gain insights into the underlying temporal and spatial transmission dynamics for several variants of concern (VOCs). RESULTS Our results indicate that the number of countries in Africa that can sequence the virus within their own borders is growing and that this is coupled with a shorter turnaround time from the time of sampling to sequence submission. Ongoing evolution necessitated the continual updating of primer sets, and, as a result, eight primer sets were designed in tandem with viral evolution and used to ensure effective sequencing of the virus. The pandemic unfolded through multiple waves of infection that were each driven by distinct genetic lineages, with B.1-like ancestral strains associated with the first pandemic wave of infections in 2020. Successive waves on the continent were fueled by different VOCs, with Alpha and Beta cocirculating in distinct spatial patterns during the second wave and Delta and Omicron affecting the whole continent during the third and fourth waves, respectively. Phylogeographic reconstruction points toward distinct differences in viral importation and exportation patterns associated with the Alpha, Beta, Delta, and Omicron variants and subvariants, when considering both Africa versus the rest of the world and viral dissemination within the continent. Our epidemiological and phylogenetic inferences therefore underscore the heterogeneous nature of the pandemic on the continent and highlight key insights and challenges, for instance, recognizing the limitations of low testing proportions. We also highlight the early warning capacity that genomic surveillance in Africa has had for the rest of the world with the detection of new lineages and variants, the most recent being the characterization of various Omicron subvariants. CONCLUSION Sustained investment for diagnostics and genomic surveillance in Africa is needed as the virus continues to evolve. This is important not only to help combat SARS-CoV-2 on the continent but also because it can be used as a platform to help address the many emerging and reemerging infectious disease threats in Africa. In particular, capacity building for local sequencing within countries or within the continent should be prioritized because this is generally associated with shorter turnaround times, providing the most benefit to local public health authorities tasked with pandemic response and mitigation and allowing for the fastest reaction to localized outbreaks. These investments are crucial for pandemic preparedness and response and will serve the health of the continent well into the 21st century

„Lies nur die linken Seiten eines Buches!“ - Über Mehrung und Zerfall moderner Wissenswelten (2. Marsilius-Vorlesung)

2. Marsilius-Vorlesung am Donnerstag, den 19. Februar 2009, 16 Uhr in der Alten Aula der Universität Heidelberg Teil 1: Begrüßung - Prof. Dr. Bernhard Eitel, Rektor der Universität Heidelberg Teil 2: Einführung - Prof. Dr. Dr. h.c. Wolfgang Schluchter, Akademischer Direktor des Marsilius-Kollegs Teil 3: Vorlesung - „Lies nur die linken Seiten eines Buches!“ - Über Mehrung und Zerfall moderner Wissensweltenm Prof. Dr. Dr. h.c. mult. Wolfgang Frühwald, Universität München Wolfgang Frühwald ist ein Grenzgänger. Als ehemaliger Präsident der Deutschen Forschungsgemeinschaft und der Alexander von Humboldt Stiftung kennt er den schwierigen Vermittlungsprozess zwischen Wissenschaft, Politik und Öffentlichkeit. In seinen wissenschaftlichen und publizistischen Werken lotet er gerne die Grenzen zwischen den Disziplinen aus. So beschäftigt er sich beispielsweise mit den jüngeren Ergebnissen molekular- und neurobiologischer Forschung und ihren kulturellen Auswirkungen auf die modernen Welt- und Menschenbilder („Blaupause des Menschen“ 2009). Wolfgang Frühwald ist emeritierter Professor für Neuere Deutsche Literaturgeschichte an der Universität München und erhielt für seine wissenschaftlichen und wissenschaftspolitischen Leistungen zahlreiche Auszeichnungen, u.a. das Große Bundesverdienstkreuz mit Stern und den Alfried Krupp Wissenschaftspreis. Seine bemerkenswerte Fähigkeit, fächerübergreifende Probleme in ihrer Komplexität darzustellen und zu analysieren, macht Wolfgang Frühwald zu einem idealen Referenten für die „Marsilius-Vorlesung“. In dieser vom Marsilius-Kolleg der Universität Heidelberg veranstalteten Reihe beschäftigen sich jeweils einmal im Semester herausragende Wissenschaftler/innen mit Themen, bei denen der Brückenschlag zwischen Geistes-, Rechts- und Sozialwissenschaften einerseits und den Natur- und Lebenswissenschaften andererseits besonders lohnend erscheint. Die erste Marsilius-Vorlesung unter dem Titel „Die Zelle als Kunstwerk“ hielt der Biomediziner und Nobelpreisträger Günter Blobel. Professor Bernhard Eitel, Rektor der Universität Heidelberg, und die Akademischen Direktoren des Marsilius-Kollegs, Professor Wolfgang Schluchter und Professor Hans-Georg Kräusslich, freuen sich sehr, mit Wolfgang Frühwald einen renommierten Geisteswissenschaftler mit wissenschaftspolitischem Erfahrungshorizont für die zweite Marsilius-Vorlesung gewonnen zu haben. In seinem Vortrag mit dem provokanten Titel »„Lies nur die linken Seiten eines Buches!“ Über Mehrung und Zerfall moderner Wissenswelten« beschäftigt sich Wolfgang Frühwald damit, wie Wissenschaft und Gesellschaft mit der rasant wachsenden Menge an Informationen und Erkenntnissen umgehen können. Im Anschluss an die Vorlesung wird Professor Frühwald mit der Marsilius-Medaille ausgezeichnet. Die Vorlesung wird über die Homepage des Marsilius-Kollegs live im Internet übertragen. Das Marsilius-Kolleg ist ein zentraler Baustein des Zukunftskonzepts der Universität Heidelberg im Rahmen der Exzellenzinitiative des Bundes und der Länder. Mit dieser neuen Einrichtung möchte die Universität ihrer Vorstellung einer modernen Volluniversität eine institutionelle Stütze geben. Das Kolleg ist darauf ausgerichtet, ausgewählte Wissenschaftler/innen aus unterschiedlichen Wissenschaftskulturen zusammenzuführen und damit den forschungsbezogenen Dialog zwischen Geistes-, Rechts- und Sozialwissenschaften einerseits und den Natur- und Lebenswissenschaften andererseits zu fördern. Sitz des Marsilius-Kollegs ist das „Haus Buhl“ in der Heidelberger Altstadt

"Institutioneller Wandel und Europäische Einigung" (10. Alfred-Weber-Lecture)

Am Freitag, den 11. Januar 2013, fand in der Neuen Aula der Ruprecht-Karls-Universität die zehnte Alfred-Weber-Lecture statt. Der Referent Bundesminister Dr. Wolfgang Schäuble ist einer der führenden Entscheidungsträger Europas. Als Gastgeber möchte das Alfred-Weber-Institut den Studierenden, den MitarbeiterInnen des Instituts und der Universität sowie einem interessierten Publikum aus der Metropolregion Rhein-Neckar das Zusammenspiel von Wirtschaft, Politik und Gesellschaft durch Vorträge namhafter Referenten näher bringen. Die Einleitung der Lecture erfolgte durch Prof. Dr. Bernhard Eitel