On the stability of nonisothermal Bonnor-Ebert spheres. III. The role of chemistry in core stabilization

Aims. We investigate the effect of chemistry on the stability of starless cores against gravitational collapse. Methods. We combine chemical and radiative transfer simulations in the context of a modified Bonnor-Ebert sphere to model the effect of chemistry on the gas temperature, and study the effect of temperature changes on core stability. Results. We find that chemistry has in general very little effect on the nondimensional radius $\xi_{\rm out}$ which parametrizes the core stability. Cores that are initially stable or unstable tend to stay near their initial states, in terms of stability (i.e., $\xi_{\rm out} \sim$ constant), as the chemistry develops. This result is independent of the initial conditions. We can however find solutions where $\xi_{\rm out}$ decreases at late times ($t \gtrsim 10^6 \, \rm yr$) which correspond to increased stabilization caused by the chemistry. Even though the core stability is unchanged by the chemistry in most of the models considered here, we cannot rule out the possibility that a core can evolve from an unstable to a stable state owing to chemical evolution. The reverse case, where an initially stable core becomes ultimately unstable, seems highly unlikely. Conclusions. Our results indicate that chemistry should be properly accounted for in studies of star-forming regions, and that further investigations of core stability especially with hydrodynamical models are warranted.Comment: 8 pages, 10 figures; accepted for publication in A&

On the stability of non-isothermal Bonnor-Ebert spheres. II. The effect of gas temperature on the stability

Aims. We investigate the stability of non-isothermal Bonnor-Ebert spheres with a model that includes a self-consistent calculation of the gas temperature. This way we can discard the assumption of equality between the dust and gas temperatures, and study the stability as the gas temperature changes with chemical evolution of the gas. Methods. We use a gas-grain chemical model including a time-dependent treatment of depletion onto grain surfaces, which strongly influences the gas temperature as the main coolant, CO, depletes from the gas. Dust and gas temperatures are solved with radiative transfer. For comparison with previous work, we assume that the cores are deeply embedded in a larger external structure, corresponding to visual extinction $A_{\rm V}^{\rm ext}=10$ mag. Results. We find that the critical non-dimensional radius $\xi_1$ derived here is similar to our previous work where we assumed $T_{\rm dust}=T_{\rm gas}$; the $\xi_1$ values lie below the isothermal critical value $\xi_0\sim6.45$, but the difference is less than 10%. Chemical evolution does not affect notably the stability condition of low-mass cores (<0.75 $M_\odot$). For higher masses the decrease of cooling owing to CO depletion causes substantial temporal changes in the temperature and density profiles of the cores. In the mass range 1-2 $M_\odot$ , $\xi_1$ decreases with chemical evolution, whereas above 3 $M_\odot$ , $\xi_1$ instead increases. We also find that decreasing $A_{\rm V}^{\rm ext}$ increases the gas temperature especially when the gas is chemically old, causing $\xi_1$ to increase with respect to models with higher $A_{\rm V}^{\rm ext}$. The derived $\xi_1$ values are close to $\xi_0$. The density contrast between the core center and edge varies between 8 to 16 depending on core mass and the chemical age of the gas, compared to the constant value $\sim$ 14.1 for the isothermal BES.Comment: 7 pages, 5 figures; accepted for publication in A&A; abstract (heavily) abridged for arXi

Modelling line emission of deuterated H_3^+ from prestellar cores

Context: The depletion of heavy elements in cold cores of interstellar molecular clouds can lead to a situation where deuterated forms of H_3^+ are the most useful spectroscopic probes of the physical conditions. Aims: The aim is to predict the observability of the rotational lines of H_2D^+ and D_2H^+ from prestellar cores. Methods: Recently derived rate coefficients for the H_3^+ + H_2 isotopic system were applied to the "complete depletion" reaction scheme to calculate abundance profiles in hydrostatic core models. The ground-state lines of H_2D^+(o) (372 GHz) and D_2H^+(p) (692 GHz) arising from these cores were simulated. The excitation of the rotational levels of these molecules was approximated by using the state-to-state coefficients for collisions with H_2. We also predicted line profiles from cores with a power-law density distribution advocated in some previous studies. Results: The new rate coefficients introduce some changes to the complete depletion model, but do not alter the general tendencies. One of the modifications with respect to the previous results is the increase of the D_3^+ abundance at the cost of other isotopologues. Furthermore, the present model predicts a lower H_2D^+ (o/p) ratio, and a slightly higher D_2H^+ (p/o) ratio in very cold, dense cores, as compared with previous modelling results. These nuclear spin ratios affect the detectability of the submm lines of H_2D^+(o) and D_2H^+(p). The previously detected H_2D^+ and D_2H^+ lines towards the core I16293E, and the H_2D^+ line observed towards Oph D can be reproduced using the present excitation model and the physical models suggested in the original papers.Comment: 10 pages, 11 Figures; ver2: updated some of the Figures, added some references, added an entry to acknowledgement

Search for H₃⁺ isotopologues toward CRL 2136 IRS 1

Context. Deuterated interstellar molecules frequently have abundances relative to their main isotopologues much higher than the overall elemental D-to-H ratio in the cold dense interstellar medium. H₃⁺ and its isotopologues play a key role in the deuterium fractionation; however, the abundances of these isotopologues have not been measured empirically with respect to H₃⁺ to date. Aims. Our aim was to constrain the relative abundances of H₂D⁺ and D₃⁺ in the cold outer envelope of the hot core CRL 2136 IRS 1. Methods. We carried out three observations targeting H₃⁺ and its isotopologues using the spectrographs CRIRES at the VLT, iSHELL at IRTF, and EXES on board SOFIA. In addition, the CO overtone band at 2.3 μm was observed by iSHELL to characterize the gas on the line of sight. Results. The H₃⁺ ion was detected toward CRL 2136 IRS 1 as in previous observations. Spectroscopy of lines of H₂D⁺ and D₃⁺ resulted in non-detections. The 3σ upper limits of N(H₂D⁺)/N(H₃⁺) and N(D₃⁺)/N(H₃⁺) are 0.24 and 0.13, respectively. The population diagram for CO is reproduced by two components of warm gas with the temperatures 58 and 530 K, assuming a local thermodynamic equilibrium (LTE) distribution of the rotational levels. Cold gas (<20 K) makes only a minor contribution to the CO molecular column toward CRL 2136 IRS 1. Conclusions. The critical conditions for deuterium fractionation in a dense cloud are low temperature and CO depletion. Given the revised cloud properties, it is no surprise that H₃⁺ isotopologues are not detected toward CRL 2136 IRS 1. The result is consistent with our current understanding of how deuterium fractionation proceeds

Sleep Well and Recover Faster with Less Pain-A Narrative Review on Sleep in the Perioperative Period

Sleep disturbance, pain, and having a surgical procedure of some kind are all very likely to occur during the average lifespan. Postoperative pain continues to be a prevalent problem and growing evidence supports the association between pain and sleep disturbances. The bidirectional nature of sleep and pain is widely acknowledged. A decline in sleep quality adds a risk for the onset of pain and also exacerbates existing pain. The risk factors for developing insomnia and experiencing severe pain after surgery are quite similar. The main aim of this narrative review is to discuss why it is important to be aware of sleep disturbances both before and after surgery, to know how sleep disturbances should be assessed and monitored, and to understand how better sleep can be supported by both pharmacological and non-pharmacological interventions.Peer reviewe

A study of the cc-C3HD\mathrm{C_{3}HD}/cc-C3H2\mathrm{C_{3}H_{2}} ratio in low-mass star forming regions

We use the deuteration of $c$-$\mathrm{C_{3}H_{2}}$ to probe the physical parameters of starless and protostellar cores, related to their evolutionary states, and compare it to the $\mathrm{N_{2}H^{+}}$-deuteration in order to study possible differences between the deuteration of C- and N-bearing species. We observed the main species $c$-$\mathrm{C_{3}H_{2}}$, the singly and doubly deuterated species $c$-$\mathrm{C_{3}HD}$ and $c$-$\mathrm{C_{3}D_{2}}$, as well as the isotopologue $c$-$\mathrm{{H^{13}CC_{2}H}}$ toward 10 starless cores and 5 protostars in the Taurus and Perseus Complexes. We examined the correlation between the $N$($c$-$\mathrm{C_{3}HD}$)/$N$($c$-$\mathrm{C_{3}H_{2}}$) ratio and the dust temperature along with the $\mathrm{H_2}$ column density and the CO depletion factor. The resulting $N$($c$-$\mathrm{C_{3}HD}$)/$N$($c$-$\mathrm{C_{3}H_{2}}$) ratio is within the error bars consistent with $10\%$ in all starless cores with detected $c$-$\mathrm{C_{3}HD}$. This also accounts for the protostars except for the source HH211, where we measure a high deuteration level of $23\%$. The deuteration of $\mathrm{N_{2}H^{+}}$ follows the same trend but is considerably higher in the dynamically evolved core L1544. Toward the protostellar cores the coolest objects show the largest deuterium fraction in $c$-$\mathrm{C_{3}H_{2}}$. We show that the deuteration of $c$-$\mathrm{C_{3}H_{2}}$ can trace the early phases of star formation and is comparable to that of $\mathrm{N_{2}H^{+}}$. However, the largest $c$-$\mathrm{C_{3}H_{2}}$ deuteration level is found toward protostellar cores, suggesting that while $c$-$\mathrm{C_{3}H_{2}}$ is mainly frozen onto dust grains in the central regions of starless cores, active deuteration is taking place on ice

Calculating the 3D magnetic field of ITER for European TBM studies

The magnetic perturbation due to the ferromagnetic test blanket modules (TBMs) may deteriorate fast ion confinement in ITER. This effect must be quantified by numerical studies in 3D. We have implemented a combined finite element method (FEM) -- Biot-Savart law integrator method (BSLIM) to calculate the ITER 3D magnetic field and vector potential in detail. Unavoidable geometry simplifications changed the mass of the TBMs and ferritic inserts (FIs) up to 26%. This has been compensated for by modifying the nonlinear ferromagnetic material properties accordingly. Despite the simplifications, the computation geometry and the calculated fields are highly detailed. The combination of careful FEM mesh design and using BSLIM enables the use of the fields unsmoothed for particle orbit-following simulations. The magnetic field was found to agree with earlier calculations and revealed finer details. The vector potential is intended to serve as input for plasma shielding calculations.Comment: In proceedings of the 28th Symposium on Fusion Technolog

Opettajan valmiudet pianonsoiton alkuopetuksessa

Tiivistelmä. Opetustyön taitoihin ja edellytyksiin perehtymätön soitonopettaja voi toiminnallaan aiheuttaa ongelmia oppilaidensa oppimisessa ja musiikkisuhteen kehittymisessä. Tällaisten uhkakuvien välttämiseksi kartoitan narratiivisena kirjallisuuskatsauksena toteutetussa tutkimuksessani alan kirjallisuudesta kumpuavia valmiuksia, joita laadukas pianonsoiton alkuopetus opettajalta edellyttää. Aiheen valinta pohjautuu omiin kokemuksiini pianonsoiton vasta-alkajien opettamisen haasteista kokemattomana opettajana. Työssäni käyn läpi pianonsoiton alkuopetuksen osa-alueita ja lapsen musiikillista kehitystä 6–9 vuoden ikäryhmässä sekä esittelen lähdekirjallisuuden valossa oleellisia opettajan valmiuksia ja teen niistä yhteenvetoa. Tutkimukseni perusteella laadukas pianonsoiton alkeiden opettaminen edellyttää opettajalta laaja-alaisia valmiuksia. Opettajan tulee hallita soittimensa korkealla tasolla niin teknisesti kuin taiteellisesti. Musiikilliset taidot palvelevat paitsi soittoteknisten, teoreettisten ja taiteellisten asioiden opettamisessa, myös inspiraation lähteenä soitto-oppilaille heidän kehittäessään omia taitojaan. Opetuksen kannalta jopa tärkeämmäksi muodostuu kuitenkin pedagoginen osaaminen ja panostaminen opetuksen suunnitteluun, jossa tulee huomioida oppilaan aiemman osaamisen ohella myös tämän musiikillisen ja motorisen kehityksen vaiheet. Oppilaan oppimisen ja motivaation tukemisen kannalta oleellisia tekijöitä ovat opetuksen vuorovaikutteisuus ja hyvä opettaja–oppilas-suhde. Opetuksen laadun ja opettajan ammatillisen kasvun takaamisessa korostuu kaiken toiminnan taustalla vaikuttava jatkuva oman työn reflektointi. Vaikka tutkielma on lähtökohtaisesti osa omaa ammatillista kasvuani, saattaa tämän kaltaiselle tietopaketille olla käyttöä laajemminkin, erityisesti yksityisopettajiksi ryhtyneiden musiikinopiskelijoiden tai muuten kokemattomien soitonopettajien piirissä. Tutkimukseni luotettavuuden kannalta tulee kuitenkin ottaa huomioon, että vaikka olenkin pyrkinyt käyttämään yksinomaan laadukasta lähdeaineistoa, on aiheen laajuuden vuoksi mukaan mahtunut vain murto-osa kaikesta saatavilla olevasta materiaalista. Lisäksi on syytä tiedostaa kokemattomuuteni tutkimuksen tekijänä ja lähdemateriaalin kriittisenä arvioijana

Sosiaalinen media hoitotyön tukena

Tiivistelmä. Tämän tutkimuksen tarkoituksena on kuvailla sosiaalisen median hyödyntämistä hoitotyössä. Tavoitteena on kuvailevan kirjallisuuskatsauksen keinoin koostaa tietoa sosiaalisen median käyttömahdollisuuksista ja käyttöön liittyvistä kokemuksista hoitotyössä. Tutkielma toteutettiin kuvailevana kirjallisuuskatsauksena. Kirjallisuuskatsauksen aineiston tiedonhaku toteutettiin heinäkuussa 2019 neljään eri tietokantaan: CINAHL, Medic, Scopus ja ProQuest. Sisäänottokriteerien perusteella lopulliseksi aineistoksi valikoitui seitsemän kansainvälistä, vertaisarvioitua artikkelia. Aineisto analysoitiin kuvailevan synteesin avulla. Tutkimustulosten mukaan sosiaalisella medialla on potentiaalia viestintävälineenä hoitotyössä, mutta verkkoyhteisöjen käyttämiseen hoitotyössä liittyy kehitettävää ja haasteita. Sosiaalista mediaa hyödynnetään potilasohjauksessa ja sen avulla voidaan antaa terveyttä edistävää tai hoitoon liittyvää tietoa, sekä tukea asiakkaiden omahoidon toteutumista ja vertaistuen saamista. Suurin uhka liittyy asiakkaiden tai potilaiden tietosuojaan liittyviin ongelmiin ja lisäksi kaikkien asiakkaiden mielestä verkossa tapahtuva etäviestintä ei korvaa kasvotusten tapahtuvaa viestintää laadullisesti. Tutkimustulosten mukaan sosiaalisen median avulla on mahdollista uudistaa nykyaikaista terveydenhuoltoa. Tutkimuksessa saatua tietoa voidaan hyödyntää hoitotyössä palveluiden ja hoitotyön interventioiden kehittämistyössä. Suomalaista tutkimustietoa sosiaalisen median käyttämisestä hoitotyössä tarvitaan lisää

Musiikin hyvinvointivaikutukset lukion musiikinopettajien käsityksissä ja opetuksessa

Tiivistelmä. Musiikin hyvinvointivaikutukset ovat aiheena erittäin moniulotteinen ja ajankohtainen. Tutkimustiedon alati lisääntyessä ja kasvavassa määrin löytäessä tiensä myös yhteiskunnalliseen keskusteluun herää kysymyksiä siitä, kuinka hyvin tutkimustieto lopulta saavuttaa tulevia sukupolvia. Tutkimuskirjallisuuden valossa tällä voidaan nähdä olevan merkitystä yksilöllisen hyvinvoinnin tukemisesta lähtien aina kansanterveydelliselle tasolle asti. Tämän tutkimuksen teoriaosuudessa tarkastelen hyvinvoinnin käsitettä ja sen esiintymistä tuoreimmissa lukion opetussuunnitelman perusteissa. Luon myös katsauksen musiikin vaikutuksia koskevaan tutkimukseen ja esittelen esimerkinomaisesti musiikin hyvinvointivaikutuksia niin psyykkisellä, fyysisellä kuin sosiaalisella tasolla nojautuen 2000-luvulla julkaistuun tutkimuskirjallisuuteen. Lisäksi nostan esiin alan kirjallisuudesta kumpuavia kriittisempiäkin näkökulmia aiheeseen. Tutkimukseni empiirisessä osuudessa tarkastelen lukion musiikinopettajien käsityksiä ja opetuksen sisältöjä musiikin hyvinvointivaikutuksiin liittyen. Tutkimukseni on toteutettu laadullisena kyselytutkimuksena ja aineisto analysoitu käyttäen laadullista sisällönanalyysiä. Tutkimustulosteni perusteella lukion musiikinopettajat hallitsevat aiheeseen liittyvää tutkimustietoa kollektiivisella tasolla kattavasti mutta yksilöllisesti tarkasteltuna vaihtelevasti. Aiheen hallinnan laajuudesta riippumatta jokainen raportoi opettavansa musiikin hyvinvointivaikutuksista tavalla tai toisella, mikä viittaa aiheen arvostukseen opettajien keskuudessa. Tutkimukseni luotettavuuteen vaikuttavat kuitenkin monet tekijät ja näitä erittelen raporttini Pohdinta-luvussa seikkaperäisesti