Asteroseismology of massive stars with the TESS mission: the runaway Beta Cep pulsator PHL 346 = HN Aqr

We report an analysis of the first known Beta Cep pulsator observed by the TESS mission, the runaway star PHL 346 = HN Aqr. The star, previously known as a singly-periodic pulsator, has at least 34 oscillation modes excited, 12 of those in the g-mode domain and 22 p modes. Analysis of archival data implies that the amplitude and frequency of the dominant mode and the stellar radial velocity were variable over time. A binary nature would be inconsistent with the inferred ejection velocity from the Galactic disc of 420 km/s, which is too large to be survivable by a runaway binary system. A kinematic analysis of the star results in an age constraint (23 +- 1 Myr) that can be imposed on asteroseismic modelling and that can be used to remove degeneracies in the modelling process. Our attempts to match the excitation of the observed frequency spectrum resulted in pulsation models that were too young. Hence, asteroseismic studies of runaway pulsators can become vital not only in tracing the evolutionary history of such objects, but to understand the interior structure of massive stars in general. TESS is now opening up these stars for detailed asteroseismic investigation.Comment: accepted for ApJ

The first view of δ Scuti and γ Doradus stars with the TESS mission

Abstract We present the first asteroseismic results for δ Scuti and γ Doradus stars observed in Sectors 1 and 2 of the TESS mission. We utilise the 2-min cadence TESS data for a sample of 117 stars to classify their behaviour regarding variability and place them in the Hertzsprung-Russell diagram using Gaia DR2 data. Included within our sample are the eponymous members of two pulsator classes, γ Doradus and SX Phoenicis. Our sample of pulsating intermediate-mass stars observed by TESS also allows us to confront theoretical models of pulsation driving in the classical instability strip for the first time and show that mixing processes in the outer envelope play an important role. We derive an empirical estimate of 74% for the relative amplitude suppression factor as a result of the redder TESS passband compared to the Kepler mission using a pulsating eclipsing binary system. Furthermore, our sample contains many high-frequency pulsators, allowing us to probe the frequency variability of hot young δ Scuti stars, which were lacking in the Kepler mission data set, and identify promising targets for future asteroseismic modelling. The TESS data also allow us to refine the stellar parameters of SX Phoenicis, which is believed to be a blue straggler

Кореляція між структурними, морфологічними та оптичними характеристиками тонких плівок ZnO, отриманих термічним випаровуванням

У цьому дослідженні використовували термічне випаровування для осадження тонких плівок оксиду цинку (ZnO). Потім плівки піддавали відпалу при різних температурах від 350 °C до 500 °C з фіксованим часом відпалу 2,5 години. Товщина плівки була постійною на рівні 300 нм. Морфологічні, оптичні властивості та структурні зміни плівок ZnO досліджували за допомогою методів скануючої електронної мікроскопії (SEM), рентгенівської дифракції (XRD) та спектроскопії у видимому ультрафіолетовому діапазоні (VIS-UV). Картина XRD підтвердила, що плівки ZnO мають гексагональну кристалічну структуру вюрциту. Значення повної ширини на половині максимуму (FWHM) дифракційних піків зменшувалися зі збільшенням температури відпалу, що вказує на кращу кристалічність тонких плівок при вищих температурах. Зображення SEM показують, що розмір зерна тонких плівок має тенденцію до збільшення зі збільшенням температури відпалу. Кути контакту зразків були значно збільшені, а змочуваність поверхні шарів змінилася з гідрофільної на гідрофобну. Залежності VIS-UV показали, що плівки ZnO були прозорими у видимій області. Коефіцієнт оптичного пропускання дещо зростає зі збільшенням температури відпалу. Оптичний зазор (Eg) плівок зменшувався зі збільшенням температури відпалу. Розраховані значення енергії Урбаха показали, що дефекти в плівках ZnO зменшуються з температурою відпалу. Нарешті, було визначено кореляцію між структурними, морфологічними, змочуваними та оптичними властивостями зразків. Спостерігалося, що оптична заборонена зона корелює пропорційно з розміром кристаліту та обернено з енергією Урбаха як функцією температури відпалу.In this study, we used thermal evaporation to deposit thin films of zinc oxide (ZnO). The films were then subjected to annealing at various temperatures ranging from 350 °C to 500 °C, with a fixed annealing time of 2.5 hours. The film thickness was kept constant at 300 nm. The morphological, optical properties and structural changes of the ZnO films were investigated using scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and visible-ultraviolet spectroscopy (VIS-UV) techniques. The XRD pattern also confirmed that the ZnO films exhibited a hexagonal wurtzite crystal structure. The full width at half maximum (FWHM) values of the diffraction peaks decreased as the annealing temperature increased, indicating better crystallinity of the thin films at higher temperatures. SEM images show that the grain size of thin films tends to increase as the annealing temperature increases. The contact angles of the samples were significantly increased and the surface wettability of the layers changed from hydrophilic to hydrophobic after annealing temperature. The VIS-UV data showed that the ZnO films were transparent in the visible region. The optical transmittance slightly increased with increasing annealing temperature. The optical gap (Eg) of the films decreased as the annealing temperature increased. The calculated Urbach energy values indicated that the defects in the ZnO films decreased with annealing temperatures. Finally, the correlation between the structural, morphological, wettability and optical features of the samples was determined. The optical band gap was observed to correlate proportionally with crystallite size and inversely with Urbach energy as a function of annealing temperature

Вплив спільного легування на структурні, морфологічні, оптичні та електричні властивості плівок CuO

У даній роботі був досліджений вплив легування кобальтом (Co) від 2 до 6 % на структурні, оптичні та електричні властивості тонких плівок ацетату міді (Cu(CH3COO)2·H2O), отриманих розпиленням. піроліз. Результати, отримані під час різних проведених характеристик (комбінаційного розсіювання, контактного кута, УФ-видимого та ефекту Холла), показують, що наші плівки мають моноклінну структуру з присутністю однієї фази CuO. Виміряні контактні кути становлять менше 90° для нелегованої CuO, CuO:2 %Co та CuO:4 %Co, що підтверджує гідрофільний характер плівок, а також плівка, легована 6 %, демонструє гідрофобний характер із контактним кутом понад 90° (θ = 97.41°). Поліпшення поглинання шляхом зменшення коефіцієнта пропускання для плівок, легованих 2 % Co, 4 % Co та 6 % Co, з низьким значенням пропускання, отриманим у цій роботі для плівки CuO:6 % Co, рівним 7,34 %. Зменшення значень оптичної щілини як функції легування кобальтом з низьким значенням, рівним 1,66 еВ, виявлено для тонкого шару CuO:6 % Co. Електричний аналіз показує, що провідність збільшується з додаванням кобальту до CuO з високим значенням для плівки, легованої 6 % (σ = 7.246 x 10 – 1 (Ω∙cm) – 1). Так, 6% кобальт, легований CuO, має хороші фізичні характеристики, які дозволяють використовувати його як шар, що поглинає сонячне випромінювання, в тонкоплівкових сонячних елементах.In the present work, we studied the effect of cobalt (Co) doping rate between 2 % and 6 % on the structural, optical and electrical properties of thin films from copper acetate (Cu(CH3COO)2·H2O) produced by spray pyrolysis. The results obtained during the various characterizations carried out (Raman, contact angle, UV-Visible and the Hall effect) show that our films have a monoclinic structure with the presence of a single CuO phase. The measured contact angles are less than 90° for the CuO undoped, CuO:2 %Co and CuO:4 % Co confirming the hydrophilic character of the films, as well as the 6 % doped film shows the hydrophobic character with a contact angle greater than 90° (θ = 97.41°). An improvement of the absorption by the reduction of the transmittance for the films doped with 2 % Co, 4 % Co and 6 % Co with a low value of the transmission obtained in this work for the CuO:6 % Co film equal to 7.34 %. A decrease in the values of the optical gap as a function of cobalt doping with a low value equal to 1.66 eV found for the thin layer of CuO:6 % Co. The electrical analysis shows that the conductivity increases with the addition of cobalt to the CuO with a high value for the film doped with 6 % (σ = 7.246 x 10 – 1 (Ω∙cm) – 1). So, CuO-doped 6% cobalt has good physical characteristics which allow it to be used as a layer absorbing solar radiation in thin-film solar cells

Вплив часу осадження на властивості тонких плівок ZnO, осаджених ультразвуковим спрей-піролізом, для оптоелектронних застосувань

Нелеговані тонкі плівки ZnO наносяться на скляні підкладки при 300 °C за допомогою ультразвукового спрей-піролізу. Ацетат цинку, оцтова кислота та метанол використовуються як прекурсори та розчинники. Підготовлені тонкі плівки мають товщину від 216 до 680 нм. Структурна трансформація спостерігається як функція часу осадження. Тонкі плівки, отримані за низького часу осадження, мають полікристалічну природу; вони кристалізуються у гексагональну структуру вюрциту і мають переважну орієнтацію вздовж осі с перпендикулярно підкладці, де максимальний розмір кристалітів становить 14,4 нм за найменшого часу осадження 5 хв. Однак ті плівки, які були отримані за час осадження вище 15 хв, демонструють аморфну природу, і ми спостерігаємо зникнення дифракційних піків. Для дослідження морфології плівок застосовувалася скануюча електронна мікроскопія. Зростання нанодротів у масштабі довжини у кілька мікрон добре видно для часу осадження 5 хв, а розширення – для часу 10 хв. Аморфна фаза тонких плівок ZnO була отримана при часі осадження 15 і 20 хв. Середній коефіцієнт пропускання усіх плівок перевищує 80 % у видимій області, а енергія забороненої зони для кристалічної фази збільшується з 3,17 до 3,45 еВ із збільшенням часу осадження. Низька питома провідність у діапазоні з 6,91 x 10 – 3 до 6,60 (Ω.см) – 1 була отримана при збільшенні часу осадження з 5 до 10 хв, а провідність більше 1,90 x 105 (Ω.см) – 1 – для часу осадження більше ніж 10 хв. Енергія Урбаха зменшується з 324 до 314 меВ із збільшенням часу осадження з 1 до 4 хв через деформацію та руйнування порядку у тонких плівках. Оптичні та електричні властивості осаджених тонких плівок виявили, що ці тонкі плівки мають потенційне застосування в оптоелектронних пристроях, особливо в сонячних батареях.In the present work, undoped ZnO thin films have been deposited on glass substrates at 300 °C by ultrasonic spray pyrolysis technique. Zinc acetate, acetic acid and methanol have been used as precursors and solvents. The prepared thin films have a thickness ranging from 216 to 680 nm. Structural transformation has been observed as a function of deposition time. Thin films obtained at low deposition time are polycrystalline in nature, they crystallized under hexagonal wurtzite structure and presented a preferential orientation along the c-axis perpendicular to the substrate, where the maximum crystallite size was found to be 14.4 nm for a smallest deposition time of 5 min. However, those obtained at deposition time higher than 15 min exhibit amorphous nature and we observed a disappearance of diffraction peaks. Scanning electron microscopy has been applied for a morphology characterization of the films. A growth of nanowires in a length scale of few microns can be seen clearly for a deposition time of 5 min and enhanced at 10 min. An amorphous nature of ZnO thin films was obtained at deposition time of 15 and 20 min. The average transmittance of all films is over 80 % in the visible region and the band gap energy for crystalline phase increases from 3.17 to 3.45 eV with the increase of the deposition time. Low resistivities in the range of 6.91×10 – 3 and 6.60 (Ω.cm) – 1 were produced when the deposition time increases from 5 to 10 min, and more than 1.90 ×105 (Ω.cm) – 1 for deposition time greater than 10 min. The Urbach energy decreases from 324 to 314 meV with increasing deposition time from 1 to 4 min due to the strain and disorder in the thin films. The optical and electrical properties of deposited thin films revealed that these thin films have potential applications in optoelectronic devices especially in solar cells

Diverse Variability of O and B Stars Revealed from 2-minute Cadence Light Curves in Sectors 1 and 2 of the TESS Mission: Selection of an Asteroseismic Sample

International audienceUncertainties in stellar structure and evolution theory are largest for stars undergoing core convection on the main sequence. A powerful way to calibrate the free parameters used in the theory of stellar interiors is asteroseismology, which provides direct measurements of angular momentum and element transport. We report the detection and classification of new variable O and B stars using high-precision short-cadence (2-min) photometric observations assembled by the Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). In our sample of 154 O and B stars, we detect a high percentage (90%) of variability. Among these we find 23 multiperiodic pulsators, 6 eclipsing binaries, 21 rotational variables, and 25 stars with stochastic low-frequency variability. Several additional variables overlap between these categories. Our study of O and B stars not only demonstrates the high data quality achieved by TESS for optimal studies of the variability of the most massive stars in the Universe, but also represents the first step towards the selection and composition of a large sample of O and B pulsators with high potential for joint asteroseismic and spectroscopic modeling of their interior structure with unprecedented precision

Diverse Variability of O and B Stars Revealed from 2-minute Cadence Light Curves in Sectors 1 and 2 of the TESS Mission: Selection of an Asteroseismic Sample

© 2019. The American Astronomical Society. All rights reserved.. Uncertainties in stellar structure and evolution theory are largest for stars undergoing core convection on the main sequence. A powerful way to calibrate the free parameters used in the theory of stellar interiors is asteroseismology, which provides direct measurements of angular momentum and element transport. We report the detection and classification of new variable O and B stars using high-precision short-cadence (2 minutes) photometric observations assembled by the Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). In our sample of 154 O and B stars, we detect a high percentage (90%) of variability. Among these we find 23 multiperiodic pulsators, 6 eclipsing binaries, 21 rotational variables, and 25 stars with stochastic low-frequency variability. Several additional variables overlap between these categories. Our study of O and B stars not only demonstrates the high data quality achieved by TESS for optimal studies of the variability of the most massive stars in the universe, but also represents the first step toward the selection and composition of a large sample of O and B pulsators with high potential for joint asteroseismic and spectroscopic modeling of their interior structure with unprecedented precision.status: publishe