Pulsar astrometry with VLBI and beyond

Stars with masses about fifteen times that of the Sun end their lives in core-collapse supernovae. The outcome of the gravitational collapse of the stellar core is a compact object known as a neutron star. Typically, these stars are observable as pulsars, highly magnetized rapidly rotating neutron stars. This thesis presents the results of two multi-epoch (global) very long baseline interferometry (VLBI) campaigns, conducted to measure the parallax and proper motion of several pulsars. In addition, it also demonstrates the implementation of, and presents the first results obtained with a new phased-array observing mode developed for global VLBI observations, aiming at performing standard pulsar timing with VLBI. The first global VLBI campaign discussed, deals with seven observations of the globular cluster M15, spread out over a timespan of two years. The sensitivity of the observations allows us to put very tight constraints on the upper mass limit of the intermediate mass black hole (IMBH) proposed to reside at the core of the cluster. Our 3-sigma upper mass limit of 500 M_sun is based on a non-detection of any significant radio emission. Thus, we rule out an IMBH to be the sole central object determining cluster dynamics. In the same observations we detect two of the eight pulsars and one of the two low-mass X-ray binaries known to be hosted by M15. Moreover, we observe two further hitherto unclassified sources within the field of view of the interferometric array. We perform a parallax and proper motion analysis for all detected sources, revealing that one of the unclassified sources is a background quasar while the other one is a compact foreground source. Our astrometry of the cluster members is consistent with earlier measurements obtained from pulsar timing and improves upon the accuracy of the earlier results. For the double neutron star system M15C our data indicate that due to geodetic precession the rotational axis of the observable pulsar shifted in space moving a different part of the emission cone than that observable previously into our line of sight. Aiming at confirming or rejecting the claim that the runaway star Zeta Oph and the pulsar B1929+10 once formed a binary system in Upper Scorpius, we observed the pulsar in another multi-epoch global VLBI campaign. In the same observations we also observed the pulsars B2020+28 and B2021+51 that were claimed to have once formed a binary system in the Cygnus Superbubble. Using our astrometric measurements we perform Monte Carlo simulations tracing the trajectory of each object back in time. The results of our simulations rule out a binary origin for both pairs B1929+10/ Zeta Oph and B2020+28/ B2021+51. Finally, in collaboration with the Joint Institute for VLBI in Europe (JIVE) we develop and test a new correlation mode for global VLBI observations. Instead of cross-correlating the data, it is summed coherently, thus mimicking a single radio antenna with the joint collecting area of all participating telescopes. Using one of the observations of the globular cluster M15, we test the algorithm on the known pulsars. We are able to detect the observed pulsars, although at a lower signal-to-noise ratio than expected

Interpretation ausgewählter sensorischer Ergebnisse von Bio-Kartoffeln durch den Vergleich der Werte mittels Boxplots

Um Zusammenhänge zwischen fehlerhaften sensorischen Partien und Anbauparametern aufzudecken, wurde mittels Boxplots die Lage der Werte, die Streuung sowie die Extremwerte und Ausreißer bestimmt. Da von diesen Werten nur eine geringe Anzhal vorlag, konnten erste Annahmen, aber keine signifikanten Aussagen getroffen werden. Aufgrund der Anzahl der erfassten Anbauparametern und Inhaltsstoffe auf die sensorische Qualität der Kartoffeln ließen sich nur wenige Hypothesen ableiten. Ein Zusammenhang zeigte sich zu den Witterungsbedingungen und der dadurch verkürzten Wachstumsphase auf die sensorischen Parameter der Sorte Princess

Revisiting the birth locations of pulsars B1929+10, B2020+28, and B2021+51

We present new proper motion and parallax measurements obtained with the European VLBI Network (EVN) at 5GHz for the three isolated pulsars B1929+10, B2020+28, and B2021+51. For B1929+10 we combined our data with earlier VLBI measurements and confirm the robustness of the astrometric parameters of this pulsar. For pulsars B2020+28 and B2021+51 our observations indicate that both stars are almost a factor of two closer to the solar system than previously thought, placing them at a distance of 1.39-0.06+0.05 and 1.25-0.17+ 0.14kpc. Using our new astrometry, we simulated the orbits of all three pulsars in the Galactic potential with the aim to confirm or reject previously proposed birth locations. Our observations ultimately rule out a claimed binary origin of B1929+10 and the runaway star ζ Ophiuchi in Upper Scorpius. A putative common binary origin of B2020+28 and B2021+51 in the Cygnus Superbubble is also very unlikely

Precision astrometry of pulsars and other compact radio sources in the globular cluster M15

The globular cluster (GC) M15 (NGC 7078) is host to at least eight pulsars and two low mass X-ray binaries (LMXBs), one of which is also visible in the radio regime. Here we present the results of a multi-epoch global very long baseline interferometry (VLBI) campaign aiming at i) measuring the proper motion of the known compact radio sources; ii) finding and classifying thus far undetected compact radio sources in the GC; and iii) detecting a signature of the putative intermediate mass black hole (IMBH) proposed to reside at the core of M15. We measure the sky motion in right ascension (µa) and declination (µd) of the pulsars M15A and M15C and of the LMXB AC211 to be (µa,µd)M15A = (-0.54 ± 0.14,-4.33 ± 0.25) mas yr-1, (µa,µd)M15C = (-0.75 ± 0.09,-3.52 ± 0.13) mas yr-1, and (µa, µd)AC211 = (-0.46 ± 0.08,-4.31 ± 0.20) mas yr-1, respectively. Based on these measurements we estimate the global proper motion of M15 to be (µa, µd) = (-0.58 ± 0.18,-4.05 ± 0.34) mas yr -1. We detect two previously known but unclassified compact sources within our field of view. Our observations indicate that one them is of extragalactic origin while the other one is a foreground source, quite likely an LMXB. The double neutron star system M15C became fainter during the observations, disappeared for one year and is now observable again-an effect possibly caused by geodetic precession. The LMXB AC211 shows a double lobed structure in one of the observations indicative of an outburst during this campaign. With the inclusion of the last two of a total of seven observations we confirm the upper mass limit for a putative IMBH to be M•< 500 M·. © 2014 ESO

Towards an Ontology-Based Phenotypic Query Model

Clinical research based on data from patient or study data management systems plays an important role in transferring basic findings into the daily practices of physicians. To support study recruitment, diagnostic processes, and risk factor evaluation, search queries for such management systems can be used. Typically, the query syntax as well as the underlying data structure vary greatly between different data management systems. This makes it difficult for domain experts (e.g., clinicians) to build and execute search queries. In this work, the Core Ontology of Phenotypes is used as a general model for phenotypic knowledge. This knowledge is required to create search queries that determine and classify individuals (e.g., patients or study participants) whose morphology, function, behaviour, or biochemical and physiological properties meet specific phenotype classes. A specific model describing a set of particular phenotype classes is called a Phenotype Specification Ontology. Such an ontology can be automatically converted to search queries on data management systems. The methods described have already been used successfully in several projects. Using ontologies to model phenotypic knowledge on patient or study data management systems is a viable approach. It allows clinicians to model from a domain perspective without knowing the actual data structure or query language

Optimierung der ökologischen Kartoffelproduktion

Zusammenfassungen des Verbundvorhabens „Optimierung der ökologischen Kartoffelproduktion“ (FKZ 06 OE 125) "Aufarbeitung und Diskussion des aktuellen Wissens, Ableitung des weiteren Forschungsbedarfes unter Einbeziehung von Forschung, Beratung und Praxis". Ziel des Gesamtprojektes war es, einen Beitrag zur Weiterentwicklung und Optimierung des ökologischen Kartoffelanbaus zu leisten. Das Gesamtvorhaben bestand aus drei Projekten und wurde durch das Institut für Ökologischen Landbau koordiniert. Im Rahmen des Projektes wurden umfangreiche Literaturrecherchen, die neben produktionstechnischen Themen vor allem die Frage der Ausbildung des „Flavours“, d.h. des Geschmacks und Geruchs bei Kartoffeln sowie deren Beeinflussung durch anbautechnische Maßnahmen umfasste, durchgeführt und ausgewertet. Weiterhin wurden projektbegleitende Workshops organisiert, die dazu dienten, aus dem vorhandenen Wissen weiteren Forschungsbedarf abzuleiten als auch aktuelle Themen wie die Pflanzgutqualität aufzugreifen und mit allen Beteiligten, d.h. vom Züchter bis zum Händler - Möglichkeiten zu diskutieren, die zu einer Verbesserung der Situation führen. In einem Abschlussworkshop wurden die Ergebnisse aus dem Gesamtprojekt vorgestellt und anschließend als Abschlussbericht in Form eines Sonderheftes der Landbauforschung (Sonderheft 348) veröffentlicht. Die Gesamtauswertung der Projektergebnisse wurde koordiniert und zusätzlich mittels multipler Regressionsanalysen statistisch analysiert. Für den Ertrag konnte gezeigt werden, dass dieser wesentlich durch den Standort (Bodenart und Witterung), die zur Verfügung stehende Wachstumsphase (Anzahl Tage bis zum Befall mit Phytophthora infestans), die Beregnungsmenge und die Nährstoffversorgung der Böden sowie der Bodenbearbeitung bestimmt wird. Weniger eindeutig waren die Ergebnisse für die Bestimmungsfaktoren der Sensorik oder des Befalls mit Drahtwurm sowie Rhizoctonia. Die Projektergebnisse fanden Eingang in die Überarbeitung des Merkblattes zum „Bio-Kartoffelanbau“, das vom FIBL, der Bioland Beratung, dem KÖN und Bio-Austria in Zusammenarbeit mit dem vTI, Institut für Ökologischen Landbau herausgegeben wurde und nun jedem Interessierten kostenfrei zur Verfügung steht. (FKZ 06OE149) "Entwicklung und Etablierung eines Benchmarkings zur Optimierung des heimischen Kartoffelanbaus" Der Anbau von Kartoffeln im ökologischen Landbau unterliegt hohen Anforderungen bei der Vermarktung im Hinblick auf die optische und sensorische Qualität. Für die betriebswirtschaftliche Rentabilität müssen die genannten Qualitäten sowie eine ausreichender Ertrag erreicht werden. Ca. 70 % der Kartoffeln aus ökologischem Anbau werden im Bereich des Lebensmitteleinzelhandels verkauft, meist in Discountern. Sie haben einen Anteil von ca. 8 % beim Gesamtverzehr von Speisefrischkartoffeln. Mit der Entwicklung eines Benchmarking-Systems durch die Bioland Beratung GmbH und den Ökoring in einer internetbasierten Datenbank konnten Anbau- und Qualitätsdaten verknüpft werden, um daraus Empfehlungen für eine kontinuierliche Verbesserung im Kartoffelanbau im ökologischen Landbau ableiten zu können. In der Laufzeit des Projektes zeigte sich, dass mit den eingesetzten Werkzeugen (Erfassung und Überprüfung von Qualitäts- und Anbaudaten, dem Benchmarking der Qualitätsdaten und anschließendem Beratungsgespräch) die Grundlage für eine fundierte Beratung zur Verbesserung der Kartoffelproduktion gelegt werden konnte. Bei der Auswertung der Anbaudaten konnten u.a. positive Auswirkungen von Beregnung, Vorkeimen und gutem Bodenzustand auf den Ertrag belegt werden. Die Stickstoffversorgung als wesentliche Grundlage der Ertragsbildung wurde auf einem Teil der Betriebe durch Blattuntersuchungen und Stängelsaftnitratmessungen ermittelt. Bei den Sorten wurden charakteristische Unterschiede festgestellt. So hatte Nicola die höchsten Werte bei den Beschädigungen, bei Ditta war der Anteil der verformten Knollen am größten und Princess hatte durchweg die niedrigsten Stärkegehalte. In der Projektlaufzeit zeigten sich deutlich die negativen Auswirkungen auf die optische Qualität durch Drahtwurmbefall und Rhizoctonia. Die Drahtwurm-Befallswerte waren mit durchschnittlich bis zu 7,3 % über alle beteiligten Betriebe im Jahre 2009 sehr hoch. Bei trockenen Böden in der Zeit nach der Abreife bis zur Ernte waren die Schäden höher als bei feuchten Bodenverhältnissen. Die komplexen Ursachen des Drahtwurmbefalles lassen eine eindeutige Zuordnung des Schadens zu dem Vorkommen von Kleegras in der Fruchtfolge nicht zu. Bei Rhizoctonia wurde ein Zusammenhang von einem steigendem Anteil des Dry Core-Symptoms bei höherem Drahtwurmbefall nachgewiesen. Ebenfalls wurde die Beziehung deutlich, dass mit höherem Befall des Pflanzgutes mit Rhizoctonia-Sklerotien auch der Besatz an den Tochterknollen stieg. Das Kartoffel-QM hat sich in den vergangenen Jahren als wertvolles Instrument in der Fachberatung, aber auch als Schnittstelle zwischen Wissenschaft, Beratung und Praxis erwiesen. Dementsprechend ist die weitere Arbeit mit diesem System als fester Bestandteil der Fachberatung vorgesehen. (FKZ 06OE295) "Optimierung von Anbauparametern zur Steigerung der sensorischen Qualität von Öko-Kartoffeln". Ziel des Projektes war es, ein Verfahren zu entwickeln, dass zur Identifikation von Partien mit sensorischen Fehlern genutzt werden kann. Durch die Verknüpfung der sensorischen Mängel mit Anbau- und Lagerungsdaten sowie Stärke, Nitrat und Alkaloidgehalt sollte versucht werden, die Ursachen der sensorischen Abweichung zu identifizieren. Untersucht wurden im Mittel 30 Partien der Sorten Ditta, Princess und Nicola aus Nord- und Süddeutschland in den Jahren 2007 bis 2009. Da bestehende Methoden der deskriptiven Analyse eher für verarbeitete Lebensmittel als für Rohwaren geeignet sind, musste die Methode an das Produkt Kartoffel angepasst werden. Die Quantitative Deskriptive Analyse war als Methode für die Kartoffelprofilierung nicht geeignet, da sie zu Messungenauigkeiten führte, bedingt durch die sensorischen Unterschiede zwischen den Knollen einer Partie. Als sensorische Methode wurde daher das Konsensprofil eingesetzt (DIN 10967-2). Jeder Panelist erhält eine Kartoffel, um für sich die Intensitäten der verschiedenen sensorischen Attribute zu ermitteln. Aus der Festlegung der einzelnen Intensitäten pro Panelist wurde im Konsens eine Intensität pro Attribut und Sortenpartie festgelegt. Die sensorischen Attribute wurden zu den Merkmalen Aussehen, Pellfähigkeit, Geruch, Geschmack, Mundgefühl, Textur und Nachgeschmack entwickelt sowie Referenzen festgelegt. Es konnten für die Sorten unterschiedlichen Sortenprofile abgeleitet werden. Nicola und Ditta wiesen ähnliche Profile auf. Die Sorte Princess zeigte deutliche sensorische Unterschiede im Sortenvergleich gab es insbesondere in der Ausprägung bitter, welches durch Witterungseinflüsse bedingt war. Eine erste Vermutung in 2007, dass der bittere Geschmack mit Nitrat zusammenhängt, konnte in den Folgejahren nicht bestätigt werden. Signifikante Korrelationen gab es zwischen Ertrag und Parametern der Sensorik. Mit längerer Wachstumszeit und dadurch bedingten höheren Ertrag wird die Kartoffel süßer und weniger bitter. Sie hat genügend Zeit ihren "typischen" Geschmack zu entwickeln. Inwieweit Alkaloide für den bitteren Geschmack verantwortlich sind, konnte nicht abschließend geklärt werden

Resolving the Emission Regions of the Crab Pulsar's Giant Pulses II. Evidence for Relativistic Motion

The Crab Pulsar is the prime example of an emitter of giant pulses. These short, very bright pulses are thought to originate near the light cylinder, at $\sim\!1600{\rm\;km}$ from the pulsar. The pulsar's location inside the Crab Nebula offers an unusual opportunity to resolve the emission regions, using the nebula, which scatters radio waves, as a lens. We attempt to do this using a sample of 61998 giant pulses found in coherently combined European VLBI network observations at $18{\rm\;cm}$. These were taken at times of relatively strong scattering and hence good effective resolution, and from correlations between pulse spectra, we show that the giant pulse emission regions are indeed resolved. We infer apparent diameters of $\sim\!2000$ and $\sim\!2400{\rm\;km}$ for the main and interpulse components, respectively, and show that with these sizes the correlation amplitudes and decorrelation timescales and bandwidths can be understood quantitatively, both in our observations and in previous ones. Using pulse-spectra statistics and correlations between polarizations, we also show that the nebula resolves the nanoshots that comprise individual giant pulses. The implied diameters of $\sim\!1100{\rm\;km}$ far exceed light travel-time estimates, suggesting the emitting plasma is moving relativistically, with $\gamma\simeq10^{4}$, as inferred previously from drifting bands during the scattering tail of a giant pulse. If so, the emission happens over a region extended along the line of sight by $\sim\!10^{7}{\rm\;km}$. We conclude that relativistic motion likely is important for producing giant pulses, and may be similarly for other sources of short, bright radio emission, such as fast radio bursts.Comment: 29 pages, 18 figures, accepted for publication in Ap

Surveillance for Prion Disease in Cervids, Germany

An active survey on transmissible spongiform encephalopathies was performed from 2002 to 2005 on 4,255 roe deer, 1,445 red deer, and 1,604 fallow deer in Germany. All cervids tested negative. This survey has been the largest in European wildlife and provides no evidence of prion diseases in free-living German cervids

Clinical and hemodynamic determinants of left ventricular dimensions

This study was designed to quantitate the influence of 20 clinical, hemodynamic, and volume determinants of left ventricular (LV) structure. Systemic hemodynamics, intravascular volume, and LV echocardiographic measurements were collected in a heterogeneous population of 171 patients. Stepwise multiple-regression analysis indicated that body weight and body-surface area were the most powerful determinants of LV chamber size, wall thickness, and muscle mass. Age, a pressure independent determinant of myocardial mass, had no influence on chamber size or LV function. Arterial pressure correlated best with the relative wall thickness and chamber volume. Intravascular volume was a major discriminator for chamber volume, LV mass, and velocity of circumferential fiber shortening. It is concluded that body weight, arterial pressure, intravascular volume, and age are each independent determinants of the LV dimension. Systolic pressure most closely correlated with relative wall thickness and thereby is the best predictor of degree of concentric LV hypertrophy

Zusammenhang zwischen Sensorik und Anbauparametern von Bio-Kartoffeln nach Ernte und Lagerung

Über einen Zeitraum von drei Jahren (2007-2009) wurde der Zusammenhang zwischen sensorischen Attributen, Anbauparametern sowie Stärke, Nitrat und Alkaloiden bei den Sorten Princess, Ditta und Nicola untersucht. ES konnte bei der Sorte Princess einen Zusammenhang zwischen der Wachstumsphase mit der Ausprägung süß, sauer, erdig und muffig/modrig festgestellt werden