Fe I/Fe II ionization equilibrium in cool stars: NLTE versus LTE

Non-local thermodynamic equilibrium (NLTE) line formation for neutral and singly-ionized iron is considered through a range of stellar parameters characteristic of cool stars. A comprehensive model atom for Fe I and Fe II is presented. Our NLTE calculations support the earlier conclusions that the statistical equilibrium (SE) of Fe I shows an underpopulation of Fe I terms. However, the inclusion of the predicted high-excitation levels of Fe I in our model atom leads to a substantial decrease in the departures from LTE. As a test and first application of the Fe I/II model atom, iron abundances are determined for the Sun and four selected stars with well determined stellar parameters and high-quality observed spectra. Within the error bars, lines of Fe I and Fe II give consistent abundances for the Sun and two metal-poor stars when inelastic collisions with hydrogen atoms are taken into account in the SE calculations. For the close-to-solar metallicity stars Procyon and $\beta$ Vir, the difference (Fe II - Fe I) is about 0.1 dex independent of the line formation model, either NLTE or LTE. We evaluate the influence of departures from LTE on Fe abundance and surface gravity determination for cool stars.Comment: 4 pages, to appear in the proceedings of IAU Symposium 265, Chemical Abundances in the Universe: Connecting First Stars to Planets, K. Cunha, M. Spite & B. Barbuy, ed

Palladium and silver abundances in stars with [Fe/H] > -2.6

Palladium (Pd) and silver (Ag) are the key elements for probing the weak component in the rapid neutron-capture process (r-process) of stellar nucleosynthesis. We performed a detailed analysis of the high-resolution and high signal-to-noise ratio near-UV spectra from the archive of HIRES on the Keck telescope, UVES on the VLT, and HDS on the Subaru Telescope, to determine the Pd and Ag abundances of 95 stars. This sample covers a wide metallicity range with -2.6 $\lesssim$ [Fe/H] $\lesssim$ +0.1, and most of them are dwarfs. The plane-parallel LTE MAFAGS-OS model atmosphere was adopted, and the spectral synthesis method was used to derive the Pd and Ag abundances from Pd I {\lambda} 3404 {\AA} and Ag I {\lambda} 3280/3382 {\AA} lines. We found that both elements are enhanced in metal-poor stars, and their ratios to iron show flat trends at -0.6 < [Fe/H] < +0.1. The abundance ratios of [Ag/H] and [Pd/H] are well correlated over the whole abundance range. This implies that Pd and Ag have similar formation mechanisms during the Galactic evolution.Comment: 15 pages, 12 figures, accepted to A&

Die Hauptreihe offener Sternhaufen

Zusammenfassung O ene Sternhaufen stellen als Gruppen von Sternen gleichen Alters und aufgrund ihres Ursprungs gleicher chemischer Zusammensetzung ein einzigartiges Labor zum Test von Sternentwicklungsmodellen dar. Diese Arbeit beschaftigt sich dabei mit dem o enen Sternhaufen Melotte 111 und den Pleiaden. Um Beobachtung und Modell vergleichen zu konnen, ist es dabei notwendig die stellaren Parameter E ektivtemperatur, Gravitationsbeschleunigung, Metallizitat und Mikroturbulenz mit gro tmoglicher Prazision fur Sterne im gesamten in o enen Haufen vorkommenden Parameterbereich zu messen. Um diesem Anspruch gerecht zu werden wird im Rahmen dieser Arbeit das Opacity Sampling Modellatmospharenprogramm MAFAGS-OS eingefuhrt. Auf einer Datenbasis von mehr als 20 Millionen gebunden-gebunden Ubergangen von Elementen der Ionisationsstufen I, II und III sowie 11 diatomischen Molekulen basierend werden Methoden der Linienauswahl, sowie ein geeignetes Stutzstellengitter fur Sterne der Spektraltypen A, F und G fur Entwicklungsstadien von der Hauptreihe bis zum Turno und Sterne verschiedener Metallizitat untersucht und festgelegt. MAFAGS-OS erweist sich im Vergleich mit der solaren Flussverteilung und den " Farben der Sonne\als herkommlichen Opacity Distribution Function (ODF) Modellen uberlegen. Das sogenannte Problem der missing ultraviolet opacity verschwindet in der Sonne dabei fast zur Ganze.1 Bezuglich der Sonne bleiben allerdings die von herkommlichen Modellen bekannten De zite in d<er Reproduktion der Mitte-Rand-Verdunklung des solaren Kontinuums erhalten. Da das MAFAGS-OS Sonnenmodell eine gegenuber dem ODF Modell um 40 60K hei ere Temperaturstruktur aufweist werden die bei ODF-Modellen ohnehin schon in der Gro enordnung von 20K bestehende Diskrepanzen in der Modellierung des solaren Balmerlinienspektrums o enkundig. Diese werden im Rahmen dieser Arbeit aufgelost, indem die quantenmechanischen Modelle der Resonanzverbreiterung von Balmerlinien kritisch Uberpruft und skaliert werden. Desweiteren wirkt sich die geanderten Temperaturstruktur auch auf die Infrarot-Fluss-Methode zur Bestimmung stellarer Temperaturen aus. Die veranderte Methode der Temperaturbestimmung mittels Balmerlinien erweist sich in Verbindung mit den anderen im Rahmen dieser Arbeit verwendeten Methoden der Parameterbestimmung geeignet die drei " Standardsterne\ Procyon, HD19445 und Groombridge 1830 zu beschreiben. Die bestehenden unrealistisch hohen Altersbestimmungen fur HD19445 sowie Groombridge 1830 werden dabei im Rahmen dieses Modells vermieden. Fur Groombridge 1830 ergibt sich ein Alter von 7 Ga und fur HD19445 ein Alter von 1MAFAGS-OS erweist sich also als geeignet, die spektrale Flussverteilung der Sterne zu berechnen. Dies zeigt sich auch an der guten Ubereinstimmung der an Wega geeichten theoretischen Fraben der Sonne mit entsprechenden Beobachtungen.MAFAGS-OS ist also prinzipiell in der Lage Flussverteilungen fur A-, F- und G-Sterne in vorher gewahlter Spektraler Au osung zu bestimmen, hierbei geht die gesamte, zur Atmospharenberechnung benutzte Linienliste, in die Flussverteilung ein. (Lau ahig ist MAFAGS-OS dabei auch fur K Sterne). 13:5 Ga. Im Vergleich spektroskopischer Entfernungsbestimmungen mit astrometrischen Hipparcos Daten ergibt sich fur die drei Sterne eine sehr gute Ubereinstimmung. Neben den genannten theoretischen Arbeiten zur Verbesserung der Parameterbestimmung wird das beim Foces Spektrographen beobachtete Faserrauschen in einem theoretischen Modell erklart und ein einfaches, mechanisches Verfahren zur Vermeidung des die Leistung des Spektrographen stark einschrankenden Rauschens, das bereits empirisch von Klaus Fuhrmann entdeckt wurde, angegeben. Auf Basis so verbesserter Spektren und Methoden der Spektralanalyse gelingt es die stellaren Parameter von Sternen im Bereich von Teff = 4930 13455K und log(g) = 4:54 2:76 zu messen. Aufgrund der gefundenen Ubereinstimmung mit Sternentwicklungsmodellen erweist sich MAFAGS-OS und die angewendeten Methoden also auch fur entwickelte Objekte als zuverlassiges Instrumentarium. Es ergibt sich ein Haufenalter von ca. 590 Ga fur Melotte 111 und 119 Ga fur die Pleiaden. Bezuglich der Bestimmung von Entfernungen erweist sich die spektroskopische Methode bei Distanzen von ca. 85 pc fur Melotte 111 und ca. 144 pc zu den Pleiaden bezuglich der Streuung in den Abstandsmessungen der Haufensterne als um etwa einen Faktor zwei genauer als die bei diesen Abstanden schon relativ unsicheren astrometrischen Entfernungsbestimmungen des Hipparcos Satelliten. Die spektroskopischen Methoden erweisen sich daruber hinaus als zuverlassig in der Entdeckung von Doppelsternen, sowie der Identi kation von pekuliaren Objekten wie Sternen des Typs Am oder Ap. Die beiden Sternhaufen ligen bezuglich ihrer chemischen Zusammensetzung nahe an der solaren Elementmischung. Anhand von Untersuchungen einzelner, ausgewahlter Elementh au gkeiten fur Sterne auf dem kuhlen Teil der Hauptreihe erweisen sich beide Haufen als in sich chemisch homogen. Die fur diese Arbeit ursprunglich geplante Bestimmung der Heliumhau gkeit o ener Sternhaufen gelingt, mit Einschrankungen, fur die Pleiaden, die eine ma ige Heliumuberhau gkeit aufweisen. Der einzige Stern in Melotte 111 der hei genug ist um Heliumlinien in seinem Spektrum zu zeigen, ist als Ap Stern vom CrEu Typ nicht zur Ableitung einer fur den Haufen reprasentativen Heliumhau gkeit geeignet

Estimation of Load-Time Curves Using Recurrent Neural Networks Based On Can Bus Signals

Precise knowledge of the load history of safety-relevant structures is a central aspect within the fatigue strength design of modern vehicles. Since the experimental measurement of load variables is complex and therefore associated with high costs, vehicles require estimation of these variables in order to design even more customer-orientedly in the future and thus consistently pursue sustainable lightweight construction. Hence the data measured by sensors in today&#39;s standard production vehicles is based on vehicle bus system signals which can be permanently retrieved. Due to the increasing availability of large quantities of recorded vehicle data, machine learning methods are moving into the focus of application. In this work, the implementation of Recurrent Neural Networks for the estimation of loadtime curves is investigated. In order to close existing gaps in the state of the art, successful concepts of machine learning for sequential data, such as speech processing, are to be transferred to this application case. Long Short-Term Memory cells [1] play a central role for this type of problem. In addition to the adaptation of the network architecture, the integration of engineering knowledge is pursued within the method development process in order to increase the quality of the model. Relevant input variables are specifically selected by feature engineering and new meaningful variables are generated by filtering. Statistical analysis is used to investigate the correlation of these input signals with the estimated quantities. The development of a robust load estimation takes place in the course of model development on the basis of the torque of the left-hand rear drive shaft. Results reveal that the Recurrent Neural Networks approach is justified in estimating the highly nonlinear load curve of a complexly loaded part &shy; as a component of the dynamic system &shy; by means of available sensor signals [2]. Subsequently, the model is validated using recorded measurement data for different chassis settings of the same vehicle. Finally, the transferability of the designed network configuration to other chassis components of the same vehicle is investigated and evaluated

Temperature-Dependent Refractive Index Measurements of Caf2, Suprasil 3001, and S-FTM16 for the Euclid Near Infrared Spectrometer and Photometer

Using the Cryogenic High Accuracy Refraction Measuring System (CHARMS) at NASA's Goddard Space Flight Center, we measured absolute refractive indices at temperatures from 100 to 310 K at wavelengths from 0.42 to 3.6 microns for CaF2, Suprasil 3001 fused silica, and S-FTM16 glass in support of lens designs for the Near Infrared Spectrometer and Photometer (NISP) for ESA's Euclid dark energy mission. We report absolute refractive index, dispersion (dn/d), and thermo-optic coefficient (dn/dT) for these materials. In this study, materials from different melts were procured to understand index variability in each material. We provide temperature-dependent Sellmeier coefficients based on our data to allow accurate interpolation of index to other wavelengths and temperatures. For calcium fluoride (CaF2) and S-FTM16, we compare our current measurements with CHARMS measurements of these materials made in the recent past for other programs. We also compare Suprasil 3001's indices to those of other forms of fused silica we have measured in CHARMS

The Tianlin Mission: a 6m UV/Opt/IR space telescope to explore the habitable worlds and the universe

[Abridged] It is expected that the ongoing and future space-borne planet survey missions including TESS, PLATO, and Earth 2.0 will detect thousands of small to medium-sized planets via the transit technique, including over a hundred habitable terrestrial rocky planets. To conduct a detailed study of these terrestrial planets, particularly the cool ones with wide orbits, the exoplanet community has proposed various follow-up missions. The currently proposed ESA mission ARIEL is capable of characterization of planets down to warm super-Earths mainly using transmission spectroscopy. The NASA 6m UV/Opt/NIR mission proposed in the Astro2020 Decadal Survey may further tackle down to habitable rocky planets, and is expected to launch around 2045. In the meanwhile, China is funding a concept study of a 6-m class space telescope named Tianlin (A UV/Opt/NIR Large Aperture Space Telescope) that aims to start its operation within the next 10-15 years and last for 5+ years. Tianlin will be primarily aimed to the discovery and characterization of rocky planets in the habitable zones (HZ) around nearby stars and to search for potential biosignatures mainly using the direct imaging method. Transmission and emission spectroscopy at moderate to high resolution will be carried out as well on a population of exoplanets to strengthen the understanding of the formation and evolution of exoplanets. It will also carry out in-depth studies of the cosmic web and early galaxies, and constrain the nature of the dark matter and dark energy. We describe briefly the primary scientific motivations and main technical considerations based on our preliminary simulation results. We find that a monolithic off-axis space telescope with a primary mirror diameter larger than 6m equipped with a high contrast chronograph can identify water in the atmosphere of a habitable-zone Earth-like planet around a Sun-like star.Comment: 15 pages, 5 figures, accepted for publication in RAA and is available onlin

Prototype development of the Integral-Field unit for VIRUS

VIRUS is a planned integral-field instrument for the Hobby-Eberly Telescope (HET). In order to achieve a large field-of-view and high grasp at reasonable costs, the approach is to replicate integral-field units (IFU) and medium sized spectrographs many times. The Astrophysical Institute Potsdam (AIP) contributes to VIRUS with the development and testing of the IFU prototype. This paper describes the optomechanical design and the manufacture of the fiber-based IFU subsystem. The initial VIRUS development aims to produce a prototype and to measure its performance. Additionally, techniques will be investigated to allow industrial replication of the highly specific fiber-bundle layout. This will be necessary if this technique is to be applied to the next generation of even larger astronomical instrumentation.Comment: 11 pages, 13 figures, to be published in SPIE proc. 627

NISP- CU PDR report

This document presents the NI-­CU PDR report. In particular, it gives: - the review group, the review process and schedule - the documents submitted to review - the review objectives and the success criteria - the list of RID's with their answers by the NI-­‐CU project team - the actions taken during the final meeting - the main findings of the Review Panel and proposes a conclusion on the outcome of this revie