Asteroid Taxonomy from Cluster Analysis of Spectrometry and Albedo

The classification of the minor bodies of the Solar System based on observables has been continuously developed and iterated over the past 40 years. While prior iterations followed either the availability of large observational campaigns or new instrumental capabilities opening new observational dimensions, we see the opportunity to improve primarily upon the established methodology. We developed an iteration of the asteroid taxonomy which allows the classification of partial and complete observations (i.e. visible, near-infrared, and visible-near-infrared spectrometry) and which reintroduces the visual albedo into the classification observables. The resulting class assignments are given probabilistically, enabling the uncertainty of a classification to be quantified. We built the taxonomy based on 2983 observations of 2125 individual asteroids, representing an almost tenfold increase of sample size compared with the previous taxonomy. The asteroid classes are identified in a lower-dimensional representation of the observations using a mixture of common factor analysers model. We identify 17 classes split into the three complexes C, M, and S, including the new Z-class for extremely-red objects in the main belt. The visual albedo information resolves the spectral degeneracy of the X-complex and establishes the P-class as part of the C-complex. We present a classification tool which computes probabilistic class assignments within this taxonomic scheme from asteroid observations. The taxonomic classifications of 6038 observations of 4526 individual asteroids are published. The ability to classify partial observations and the reintroduction of the visual albedo provide a taxonomy which is well suited for the current and future datasets of asteroid observations, in particular provided by the Gaia, MITHNEOS, NEO Surveyor, and SPHEREx surveys.Comment: Published in Astronomy and Astrophysics. The table of asteroid classifications and the templates of the defined taxonomic classes are available in electronic form at the CDS via anonymous ftp to cdsarc.u-strasbg.fr (130.79.128.5) or via http://cdsweb.u-strasbg.fr/cgi-bin/qcat?J/A+A/665/A2

Spectral analogues of Barbarian asteroids among CO and CV chondrites

K- and L-type asteroids are considered to be the parent bodies of CV and CO chondrites. Spectral models of L-types invoke an enrichment in CAI with respect to the chondrites in the meteorite collection. Barbarian asteroids are associated to L-type asteroids yet the relationship between these populations is still not clear. We aim to investigate the link between the K- and L-type and Barbarian asteroids and the CV and CO chondrites by means of spectral matching of a large number of reflectance spectra of objects from either population. We seek to identify matches based on observed rather than modelled spectral features. We employ a matching criterion that accounts for the residuals and the correlation of the spectral features. The only free parameter in the comparison is the degree of alteration of the asteroids with respect to the meteorites expressed via an exponential model. We derive an absolute scale of similarity between the spectra using laboratory data from irradiation experiments. CVOxA chondrites are the best match to the asteroids, in particular to K-type (7 out of 11 asteroids matched) and Barbarians (11 out of 16). CO chondrites provide convincing matches for K-types (5 out of 11) and Barbarians (7 out of 16) as well. A single non-Barbarian L-type is matched to a meteorite. Only a few asteroids are matched to CVOxB and CVRed chondrites. Barbarian asteroids are represented among CO and CVOxA chondrites without requiring an enrichment of CAI in the asteroids. Four candidate Barbarian asteroids are identified, three of which are classified as K-types. These asteroids are favourable targets for polarimetric observations. The discrepancy between L-type asteroids and CV and CO chondrites is likely related to the ambiguity of the asteroid class itself. An extension of the taxonomy to include polarimetric properties is required.Comment: Accepted for publication in Astronomy and Astrophysic

Using Peer Support in Developing Empowering Mental Health Services (UPSIDES): Background, Rationale and Methodology

Background: Peers are people with lived experience of mental illness. Peer support is an established intervention in which peers offer support to others with mental illness. A large proportion of people living with severe mental illness receive no care. The care gap is largest in low- and middle-income countries, with detrimental effects on individuals and societies. The global shortage of human resources for mental health is an important driver of the care gap. Peers are an under-used resource in global mental health. Objectives: To describe rationale and methodology of an international multicentre study which will scale-up peer support for people with severe mental illness in high-, middle-, and low-income countries through mixed-methods implementation research. Methods: UPSIDES is an international community of research and practice for peer support, including peer support workers, mental health researchers, and other relevant stakeholders in eight study sites across six countries in Europe, Africa, and Asia. During the first two years of UPSIDES, a series of qualitative studies and systematic reviews will explore stakeholders’ perceptions and the current state of peer support at each site. Findings will be incorporated into a conceptual framework to guide the development of a culturally appropriate peer support intervention to be piloted across all study sites. All intervention and study materials will be translated according to internationally recognised guidelines. Expected Impact: UPSIDES: will leverage the unique expertise of people with lived experience of mental illness to strengthen mental health systems in high-, middle- and low-income countries. UPSIDES will actively involve and empower service users and embed patient-centeredness, recovery orientation, human rights approaches, and community participation into services. The focus on capacity-building of peers may prove particularly valuable in low-resource settings in which shortages of human capital are most severe

J-PLUS: A first glimpse at spectrophotometry of asteroids -- The MOOJa catalog

Context: The Javalambre Photometric Local Universe Survey (J-PLUS) is an observational campaign that aims to obtain photometry in 12 ultraviolet-visible filters (0.3-1 {\mu}m) of approximately 8 500 deg{^2} of the sky observable from Javalambre (Teruel, Spain). Due to its characteristics and strategy of observation, this survey will let us analyze a great number of Solar System small bodies, with improved spectrophotometric resolution with respect to previous large-area photometric surveys in optical wavelengths. Aims: The main goal of this work is to present here the first catalog of magnitudes and colors of minor bodies of the Solar System compiled using the first data release (DR1) of the J-PLUS observational campaign: the Moving Objects Observed from Javalambre (MOOJa) catalog. Methods: Using the compiled photometric data we obtained very-low-resolution reflectance (photospectra) spectra of the asteroids. We first used a {\sigma}-clipping algorithm in order to remove outliers and clean the data. We then devised a method to select the optimal solar colors in the J-PLUS photometric system. These solar colors were computed using two different approaches: on one hand, we used different spectra of the Sun, convolved with the filter transmissions of the J-PLUS system, and on the other, we selected a group of solar-type stars in the J-PLUS DR1, according to their computed stellar parameters. Finally, we used the solar colors to obtain the reflectance spectra of the asteroids. Results: We present photometric data in the J-PLUS filters for a total of 3 122 minor bodies (3 666 before outlier removal), and we discuss the main issues of the data, as well as some guidelines to solve the

The extreme HBL behaviour of Markarian 501 during 2012

A multiwavelength campaign was organized to take place between March and July of 2012. Excellent temporal coverage was obtained with more than 25 instruments, including the MAGIC, FACT and VERITAS Cherenkov telescopes, the instruments on board the Swift and Fermi spacecraft, and the telescopes operated by the GASP-WEBT collaboration. Mrk 501 showed a very high energy (VHE) gamma-ray flux above 0.2 TeV of $\sim$0.5 times the Crab Nebula flux (CU) for most of the campaign. The highest activity occurred on 2012 June 9, when the VHE flux was $\sim$3 CU, and the peak of the high-energy spectral component was found to be at $\sim$2 TeV. This study reports very hard X-ray spectra, and the hardest VHE spectra measured to date for Mrk 501. The fractional variability was found to increase with energy, with the highest variability occurring at VHE, and a significant correlation between the X-ray and VHE bands. The unprecedentedly hard X-ray and VHE spectra measured imply that their low- and high-energy components peaked above 5 keV and 0.5 TeV, respectively, during a large fraction of the observing campaign, and hence that Mrk 501 behaved like an extreme high-frequency- peaked blazar (EHBL) throughout the 2012 observing season. This suggests that being an EHBL may not be a permanent characteristic of a blazar, but rather a state which may change over time. The one-zone synchrotron self-Compton (SSC) scenario can successfully describe the segments of the SED where most energy is emitted, with a significant correlation between the electron energy density and the VHE gamma-ray activity, suggesting that most of the variability may be explained by the injection of high-energy electrons. The one-zone SSC scenario used reproduces the behaviour seen between the measured X-ray and VHE gamma-ray fluxes, and predicts that the correlation becomes stronger with increasing energy of the X-rays

Asteroid taxonomy : a probabilistic synthesis of spectrometry and albedo from complete and partial observations

Les petits corps du système solaire sont les témoins de l'histoire de sa formation. La diversité de leur composition est représentative de la matière présente initialement dans le disque protoplanétaire, altérée par des centaines de millions d'années d'évolution collisionnelle, de métamorphisme thermique, d' altération aqueuse et d' irradiation par l'environnement spatial. L'histoire du système solaire est donc fossilisée dans les petits corps, et l'étude de leurs propriétés d'ensemble permet de mieux comprendre les processus à grande échelle qui ont façonné notre système planétaire. Les astéroïdes, petits corps entre le Soleil et Jupiter, sont les résidus de planétésimaux qui se sont formés dans le système solaire interne ou y ont été implanté depuis la région externe via des processus dynamiques.La taxonomie des astéroïdes est l'outil utilisé pour décrire les différents groupes de composition et les tendances observées dans la population d'astéroïdes. Dans ce travail, je présente une nouvelle itération de la taxonomie des astéroïdes. En faisant progresser la méthode établie à l'aide d'une approche d'apprentissage automatique non supervisée, j'ai mis en œuvre trois améliorations clés par rapport à la méthode existante. Tout d'abord, la classification peut être appliquée aux observations de spectres de réflectance dans les longueurs d'onde visibles, proche infrarouge ou à la fois visibles et proche infrarouge, fournissant des classes taxonomiques cohérentes dans les trois cas. Ensuite, l'affectation des classes repose sur une méthode probabiliste plutôt qu'absolue, ce qui permet d'affiner la sélection des populations en se basant sur la probabilité que chaque population appartienne à une classe donnée . Enfin, l'albédo visuel est réintroduit en tant qu'observable dans cette classification, résolvant la dégénérescence spectrale et l'ambiguïté autour de la minéralogie des astéroïdes présentant des spectres de réflectance sans bandes caractéristiques.La méthode est appliquée dans le cadre de la plus grande étude de composition des astéroïdes à ce jour, basée sur les spectres de réflectance et l'albédo visuel de 5906 observations d'astéroïdes. 2983 observations sont utilisées pour définir les classes de la taxonomie. La nouvelle taxonomie combine les systèmes précédemment établis de Tholen (1984), Bus et Binzel (2002) et DeMeo et al. (2009); avec les observations et études minéralogiques de la population d'astéroïdes effectuées au cours des dernières décennies. Le cœur de la taxonomie est composé de trois complexes, les complexes d'astéroïdes carbonés C et silicatés S bien établis,ainsi que le nouveau complexe M, qui héberge une variété d'astéroïdes métallo-silicatés et qui remplace le complexe X. Une nouvelle classe Z est introduite pour caractériser les astéroïdes extrêmement rouges dispersés au sein de la ceinture principale.La taxonomie est appliquée dans le cadre de l'appariement des spectres d'astéroïdes avec ceux de météorites, tout en tenant compte des propriétés inconnues des surfaces planétaires. La connexion entre les chondrites CV/CO et les astéroïdes de type K et L est étudiée ainsi que le lien entre les chondrites ordinaires équilibrées ou non et les astéroïdes de type S. Je présente en outre deux outils d'analyse des données d'astéroïdes que j'ai développés. Rocks simplifie l'exploration et l'acquisition de paramètres d'astéroïdes, tandis que classy permet la classification taxonomique des observations d'astéroïdes dans le schéma taxonomique présenté ici.The minor bodies of the Solar System are witnesses of the formation history of our Solar System. Their compositional diversity represents the material present in the protoplanetary disk altered through hundreds of millions of years of collisional evolution, thermal metamorphism,aqueous alteration, and irradiation from the space environment. The history of the Solar System is therefore fossilised in the minor bodie sand the study of their ensemble properties provides insights into large-scale processes that shaped our planetary system. Asteroids, the minor bodies between the Sun and Jupiter, are the remnants of planetesimals which either formed in the inner Solar System or were implanted into it from the outer region via dynamical processes.The asteroid taxonomy is a language used to describe the compositional groups and trends observed among the asteroid population. In this work, I present a new iteration of the asteroid taxonomy. By advancing the established method with an unsupervised machine learning approach, Iimplement three key improvements over the previous method. First, the classification can be applied to observations of visible-, near-infrared, or visible-near-infrared reflectance spectra, providing consistent taxonomic classes in all three cases. Second, the class assignments are probabilistic rather than absolute, enabling fine selections of populations based on their probabilities to belong to anyclass. Third, the visual albedo is reintroduced as classification observable, resolving the spectral degeneracy and mineralogical ambiguity of the featureless reflectance spectra. The method is applied in the largest compositional study of asteroids based on reflectance spectra and visual albedo to date with 5906 observations, 2983 of which are used to derive the class scheme of the taxonomy. The new taxonomy combines the previously established frameworks of Tholen (1984), Bus and Binzel (2002) and DeMeo et al. (2009) with the observational and mineralogical insights into the asteroid population over the past decade. The core of the taxonomy are three complexes, the well-established carbonaceous C and silicaceous S complexes as well as the new M complex, which hosts a variety of metallic-silicaceous compositions and replaces the X complex. A new class Z is introduced for extremely-red asteroids which are found throughout the Main Belt. The method is applied to the spectral matching of asteroids and meteorites while accounting for the unknown properties of planetary surfaces. The connection between CV/CO chondrites to K- and L-type asteroids is studied as well as the link between equilibrated and unequilibrated ordinary chondrites and S-types. I further present two tools for analysis of asteroid data I developed. Rocks simplifies the exploration and acquisition of asteroid parameters, while classy enables the taxonomic classification of asteroid observations in the presented taxonomic scheme

Taxonomie des astéroïdes : une synthèse probabiliste de la spectrométrie et de l'albédo à partir d'observations complètes et partielles

The minor bodies of the Solar System are witnesses of the formation history of our Solar System. Their compositional diversity represents the material present in the protoplanetary disk altered through hundreds of millions of years of collisional evolution, thermal metamorphism,aqueous alteration, and irradiation from the space environment. The history of the Solar System is therefore fossilised in the minor bodie sand the study of their ensemble properties provides insights into large-scale processes that shaped our planetary system. Asteroids, the minor bodies between the Sun and Jupiter, are the remnants of planetesimals which either formed in the inner Solar System or were implanted into it from the outer region via dynamical processes.The asteroid taxonomy is a language used to describe the compositional groups and trends observed among the asteroid population. In this work, I present a new iteration of the asteroid taxonomy. By advancing the established method with an unsupervised machine learning approach, Iimplement three key improvements over the previous method. First, the classification can be applied to observations of visible-, near-infrared, or visible-near-infrared reflectance spectra, providing consistent taxonomic classes in all three cases. Second, the class assignments are probabilistic rather than absolute, enabling fine selections of populations based on their probabilities to belong to anyclass. Third, the visual albedo is reintroduced as classification observable, resolving the spectral degeneracy and mineralogical ambiguity of the featureless reflectance spectra. The method is applied in the largest compositional study of asteroids based on reflectance spectra and visual albedo to date with 5906 observations, 2983 of which are used to derive the class scheme of the taxonomy. The new taxonomy combines the previously established frameworks of Tholen (1984), Bus and Binzel (2002) and DeMeo et al. (2009) with the observational and mineralogical insights into the asteroid population over the past decade. The core of the taxonomy are three complexes, the well-established carbonaceous C and silicaceous S complexes as well as the new M complex, which hosts a variety of metallic-silicaceous compositions and replaces the X complex. A new class Z is introduced for extremely-red asteroids which are found throughout the Main Belt. The method is applied to the spectral matching of asteroids and meteorites while accounting for the unknown properties of planetary surfaces. The connection between CV/CO chondrites to K- and L-type asteroids is studied as well as the link between equilibrated and unequilibrated ordinary chondrites and S-types. I further present two tools for analysis of asteroid data I developed. Rocks simplifies the exploration and acquisition of asteroid parameters, while classy enables the taxonomic classification of asteroid observations in the presented taxonomic scheme.Les petits corps du système solaire sont les témoins de l'histoire de sa formation. La diversité de leur composition est représentative de la matière présente initialement dans le disque protoplanétaire, altérée par des centaines de millions d'années d'évolution collisionnelle, de métamorphisme thermique, d' altération aqueuse et d' irradiation par l'environnement spatial. L'histoire du système solaire est donc fossilisée dans les petits corps, et l'étude de leurs propriétés d'ensemble permet de mieux comprendre les processus à grande échelle qui ont façonné notre système planétaire. Les astéroïdes, petits corps entre le Soleil et Jupiter, sont les résidus de planétésimaux qui se sont formés dans le système solaire interne ou y ont été implanté depuis la région externe via des processus dynamiques.La taxonomie des astéroïdes est l'outil utilisé pour décrire les différents groupes de composition et les tendances observées dans la population d'astéroïdes. Dans ce travail, je présente une nouvelle itération de la taxonomie des astéroïdes. En faisant progresser la méthode établie à l'aide d'une approche d'apprentissage automatique non supervisée, j'ai mis en œuvre trois améliorations clés par rapport à la méthode existante. Tout d'abord, la classification peut être appliquée aux observations de spectres de réflectance dans les longueurs d'onde visibles, proche infrarouge ou à la fois visibles et proche infrarouge, fournissant des classes taxonomiques cohérentes dans les trois cas. Ensuite, l'affectation des classes repose sur une méthode probabiliste plutôt qu'absolue, ce qui permet d'affiner la sélection des populations en se basant sur la probabilité que chaque population appartienne à une classe donnée . Enfin, l'albédo visuel est réintroduit en tant qu'observable dans cette classification, résolvant la dégénérescence spectrale et l'ambiguïté autour de la minéralogie des astéroïdes présentant des spectres de réflectance sans bandes caractéristiques.La méthode est appliquée dans le cadre de la plus grande étude de composition des astéroïdes à ce jour, basée sur les spectres de réflectance et l'albédo visuel de 5906 observations d'astéroïdes. 2983 observations sont utilisées pour définir les classes de la taxonomie. La nouvelle taxonomie combine les systèmes précédemment établis de Tholen (1984), Bus et Binzel (2002) et DeMeo et al. (2009); avec les observations et études minéralogiques de la population d'astéroïdes effectuées au cours des dernières décennies. Le cœur de la taxonomie est composé de trois complexes, les complexes d'astéroïdes carbonés C et silicatés S bien établis,ainsi que le nouveau complexe M, qui héberge une variété d'astéroïdes métallo-silicatés et qui remplace le complexe X. Une nouvelle classe Z est introduite pour caractériser les astéroïdes extrêmement rouges dispersés au sein de la ceinture principale.La taxonomie est appliquée dans le cadre de l'appariement des spectres d'astéroïdes avec ceux de météorites, tout en tenant compte des propriétés inconnues des surfaces planétaires. La connexion entre les chondrites CV/CO et les astéroïdes de type K et L est étudiée ainsi que le lien entre les chondrites ordinaires équilibrées ou non et les astéroïdes de type S. Je présente en outre deux outils d'analyse des données d'astéroïdes que j'ai développés. Rocks simplifie l'exploration et l'acquisition de paramètres d'astéroïdes, tandis que classy permet la classification taxonomique des observations d'astéroïdes dans le schéma taxonomique présenté ici

Taxonomie des astéroïdes : une synthèse probabiliste de la spectrométrie et de l'albédo à partir d'observations complètes et partielles

The minor bodies of the Solar System are witnesses of the formation history of our Solar System. Their compositional diversity represents the material present in the protoplanetary disk altered through hundreds of millions of years of collisional evolution, thermal metamorphism,aqueous alteration, and irradiation from the space environment. The history of the Solar System is therefore fossilised in the minor bodie sand the study of their ensemble properties provides insights into large-scale processes that shaped our planetary system. Asteroids, the minor bodies between the Sun and Jupiter, are the remnants of planetesimals which either formed in the inner Solar System or were implanted into it from the outer region via dynamical processes.The asteroid taxonomy is a language used to describe the compositional groups and trends observed among the asteroid population. In this work, I present a new iteration of the asteroid taxonomy. By advancing the established method with an unsupervised machine learning approach, Iimplement three key improvements over the previous method. First, the classification can be applied to observations of visible-, near-infrared, or visible-near-infrared reflectance spectra, providing consistent taxonomic classes in all three cases. Second, the class assignments are probabilistic rather than absolute, enabling fine selections of populations based on their probabilities to belong to anyclass. Third, the visual albedo is reintroduced as classification observable, resolving the spectral degeneracy and mineralogical ambiguity of the featureless reflectance spectra. The method is applied in the largest compositional study of asteroids based on reflectance spectra and visual albedo to date with 5906 observations, 2983 of which are used to derive the class scheme of the taxonomy. The new taxonomy combines the previously established frameworks of Tholen (1984), Bus and Binzel (2002) and DeMeo et al. (2009) with the observational and mineralogical insights into the asteroid population over the past decade. The core of the taxonomy are three complexes, the well-established carbonaceous C and silicaceous S complexes as well as the new M complex, which hosts a variety of metallic-silicaceous compositions and replaces the X complex. A new class Z is introduced for extremely-red asteroids which are found throughout the Main Belt. The method is applied to the spectral matching of asteroids and meteorites while accounting for the unknown properties of planetary surfaces. The connection between CV/CO chondrites to K- and L-type asteroids is studied as well as the link between equilibrated and unequilibrated ordinary chondrites and S-types. I further present two tools for analysis of asteroid data I developed. Rocks simplifies the exploration and acquisition of asteroid parameters, while classy enables the taxonomic classification of asteroid observations in the presented taxonomic scheme.Les petits corps du système solaire sont les témoins de l'histoire de sa formation. La diversité de leur composition est représentative de la matière présente initialement dans le disque protoplanétaire, altérée par des centaines de millions d'années d'évolution collisionnelle, de métamorphisme thermique, d' altération aqueuse et d' irradiation par l'environnement spatial. L'histoire du système solaire est donc fossilisée dans les petits corps, et l'étude de leurs propriétés d'ensemble permet de mieux comprendre les processus à grande échelle qui ont façonné notre système planétaire. Les astéroïdes, petits corps entre le Soleil et Jupiter, sont les résidus de planétésimaux qui se sont formés dans le système solaire interne ou y ont été implanté depuis la région externe via des processus dynamiques.La taxonomie des astéroïdes est l'outil utilisé pour décrire les différents groupes de composition et les tendances observées dans la population d'astéroïdes. Dans ce travail, je présente une nouvelle itération de la taxonomie des astéroïdes. En faisant progresser la méthode établie à l'aide d'une approche d'apprentissage automatique non supervisée, j'ai mis en œuvre trois améliorations clés par rapport à la méthode existante. Tout d'abord, la classification peut être appliquée aux observations de spectres de réflectance dans les longueurs d'onde visibles, proche infrarouge ou à la fois visibles et proche infrarouge, fournissant des classes taxonomiques cohérentes dans les trois cas. Ensuite, l'affectation des classes repose sur une méthode probabiliste plutôt qu'absolue, ce qui permet d'affiner la sélection des populations en se basant sur la probabilité que chaque population appartienne à une classe donnée . Enfin, l'albédo visuel est réintroduit en tant qu'observable dans cette classification, résolvant la dégénérescence spectrale et l'ambiguïté autour de la minéralogie des astéroïdes présentant des spectres de réflectance sans bandes caractéristiques.La méthode est appliquée dans le cadre de la plus grande étude de composition des astéroïdes à ce jour, basée sur les spectres de réflectance et l'albédo visuel de 5906 observations d'astéroïdes. 2983 observations sont utilisées pour définir les classes de la taxonomie. La nouvelle taxonomie combine les systèmes précédemment établis de Tholen (1984), Bus et Binzel (2002) et DeMeo et al. (2009); avec les observations et études minéralogiques de la population d'astéroïdes effectuées au cours des dernières décennies. Le cœur de la taxonomie est composé de trois complexes, les complexes d'astéroïdes carbonés C et silicatés S bien établis,ainsi que le nouveau complexe M, qui héberge une variété d'astéroïdes métallo-silicatés et qui remplace le complexe X. Une nouvelle classe Z est introduite pour caractériser les astéroïdes extrêmement rouges dispersés au sein de la ceinture principale.La taxonomie est appliquée dans le cadre de l'appariement des spectres d'astéroïdes avec ceux de météorites, tout en tenant compte des propriétés inconnues des surfaces planétaires. La connexion entre les chondrites CV/CO et les astéroïdes de type K et L est étudiée ainsi que le lien entre les chondrites ordinaires équilibrées ou non et les astéroïdes de type S. Je présente en outre deux outils d'analyse des données d'astéroïdes que j'ai développés. Rocks simplifie l'exploration et l'acquisition de paramètres d'astéroïdes, tandis que classy permet la classification taxonomique des observations d'astéroïdes dans le schéma taxonomique présenté ici

Asteroid phase curves from ATLAS dual-band photometry

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