Gamma-Ray Bursts Trace UV Metrics of Star Formation over 3 < z < 5

We present the first uniform treatment of long duration gamma-ray burst (GRB) host galaxy detections and upper limits over the redshift range 3<z<5, a key epoch for observational and theoretical efforts to understand the processes, environments, and consequences of early cosmic star formation. We contribute deep imaging observations of 13 GRB positions yielding the discovery of eight new host galaxies. We use this dataset in tandem with previously published observations of 31 further GRB positions to estimate or constrain the host galaxy rest-frame ultraviolet (UV; 1600 A) absolute magnitudes M_UV. We then use the combined set of 44 M_UV estimates and limits to construct the M_UV luminosity function (LF) for GRB host galaxies over 3<z<5 and compare it to expectations from Lyman break galaxy (LBG) photometric surveys with the Hubble Space Telescope. Adopting standard prescriptions for the luminosity dependence of galaxy dust obscuration (and hence, total star formation rate), we find that our LF is compatible with LBG observations over a factor of 600x in host luminosity, from M_UV = -22.5 mag to >-15.6 mag, and with extrapolations of the assumed Schechter-type LF well beyond this range. We review proposed astrophysical and observational biases for our sample, and find they are for the most part minimal. We therefore conclude, as the simplest interpretation of our results, that GRBs successfully trace UV metrics of cosmic star formation over the range 3<z<5. Our findings suggest GRBs are providing an accurate picture of star formation processes from z ~3 out to the highest redshifts.Comment: publ. ApJ 809 (2015) 76; 14 figures; replacement to reflect changes to v1 (rounding effects, diff. LF from Bouwens

A very luminous magnetar-powered supernova associated with an ultra-long gamma-ray burst

A new class of ultra-long duration (>10,000 s) gamma-ray bursts has recently been suggested1,2,3. They may originate in the explosion of stars with much larger radii than normal long gamma-ray bursts3,4 or in the tidal disruptions of a star3. No clear supernova had yet been associated with an ultra-long gamma-ray burst. Here we report that a supernova (2011kl) was associated with the ultra-long duration burst 111209A, at z=0.677. This supernova is more than 3 times more luminous than type Ic supernovae associated with long gamma-ray bursts5,6,7, and its spectrum is distinctly different. The continuum slope resembles those of super-luminous supernovae8,9, but extends farther down into the rest-frame ultra-violet implying a low metal content. The light curve evolves much more rapidly than super-luminous supernovae. The combination of high luminosity and low metal-line opacity cannot be reconciled with typical type Ic supernovae, but can be reproduced by a model where extra energy is injected by a strongly magnetized neutron star (a magnetar), which has also been proposed as the explanation for super-luminous supernovae20,20a

Untersuchungen zur Frequenzstabilisierung von Faser- und Distributed-Feedback-Lasern für das Injection Seeding von optischen parametrischen Oszillatoren im nahen infraroten Spektralbereich

Die Satelliten- oder Flugzeuggetragene Fernerkundung von Treibhausgasen wie Kohlenstoffdioxid (CO2) oder Methan (CH4) ist ein aktuelles Forschungsthema im Hinblick auf die globale Erderwärmung. Insbesondere besitzen IPDA-Lidarsysteme das Potential, hochgenaue Messungen als Eingangsgrößen für Modelle, die zur Beschreibung von Quellen und Senken der Treibhausgase dienen, zu liefern. Die Messgenauigkeit des Lidarsystems ist entscheidend von der Frequenzstabilität des ausgesandten Lichtpulses abhängig. Am DLR wird gegenwärtig ein Flugzeuggetragenes Lidar im nahen infraroten Spektralbereich auf Basis eines Optisch Parametrischen Oszillators (OPO) entwickelt. Zur spektralen Kontrolle des OPO wird hierbei die Methode des Injection Seeding verwendet. Um die erforderliche Langzeit-Frequenzstabilität der Ausgangspulse des OPO von 70 kHz (RMS) zu gewährleisten, muss die Frequenzstabilität der Seedlaser unter der geforderten Stabilität liegen. Ziel der Arbeit war es, einen kompakten und einfachen Messaufbau mit einer geeigneten Methode zur Frequenzstabilisierung von Seedlasern zu entwickeln. Zum Injection Seeding standen Faser- und DFB-Diodenlaser mit einer Zentralwellenlänge von ca. 1572 nm zur Verfügung. In einer Voruntersuchung wurden ihre Lasereigenschaften charakterisiert. Dabei wurde ein Frequenzkamm als absolute Referenz zur Messung der Laserfrequenz verwendet. Im Anschluss wurden die Seedlaser auf den Frequenzkamm frequenzstabilisiert, wobei die geforderte Frequenzstabilität um über das 100-fache unterschritten wurde. Aufgrund seiner Größe und hohen Empfindlichkeit gegenüber mechanischen und akustischen Störungen eignet sich der Frequenzkamm jedoch bisher noch nicht für den Einsatz im Flugbetrieb. Ein deutlich kleinerer Messaufbau zur Frequenzstabilisierung der Seedlaser konnte mit einem konfokalen Fabry Pérot Interferometer (FPI) bzw. mit einer CO2-Gas gefüllten Multipass-Absorptionszelle realisiert werden. Als Referenz zur Frequenzstabilisierung wurde hierbei eine longitudinale Mode des FPI oder eine Absorptionslinie von CO2 bei 1572 nm verwendet. Zur Stabilisierung der Laser auf die FPI-Mode wurde die Frequenzmodulationstechnik gewählt. Neben der Frequenzmodulationstechnik wurde auch die Side-of-Fringe Technik zur Stabilisierung der Laserfrequenz auf die Absorptionslinie angewandt. Für kurze Messzeiten lieferte die Methode der Frequenzstabilisierung des Faserlasers auf eine FPI-Mode die besten Ergebnisse. Infolge von Frequenzdrifts der FPI-Moden im MHz-Bereich erreichte der Laser jedoch nicht die gewünschte Langzeitstabilität. Um diese Frequenzsdrifts zu minimieren, wurde eine digitale Regelung zur Frequenzstabilisierung der FPI-Moden entwickelt. Diese basiert auf einem Vergleich zwischen der Position der FPI-Moden bezüglich einer CO2-Absorptionslinie. Die resultierende Frequenzstabilisierung des Faserlasers auf eine FPI-Mode unterschritt mit bis zu 33kHz (RMS) die geforderte Stabilität deutlich. Als Ergebnis dieser Arbeit kann eine vergleichsweise einfache und zuverlässige Methode zur Frequenzstabilisierung eines Faserlasers vorgestellt werden, die prinzipiell für den Einsatz in einem Flugzeug- bzw. Satellitengetragenen Lidarsystem geeignet ist

CHARM-F: The Airborne Integral Path Differential Absorption Lidar for Simultaneous Measurements of Atmospheric CO2 and CH4

CHARM-F (CO2 and CH4 Atmospheric Remote Monitoring – Flugzeug) is DLR’s airborne Integral Path Differential Absorption lidar for simultaneous measurements of the column weighted-average dry-air mixing ratios of atmospheric carbon dioxide and methane, designed to be flown on board DLR’s new High-Altitude, LOng-range research aircraft, HALO. After recalling the context of the project, the measurement principle and the technological challenges, we report on the design of the instrument

A Phase II Study to Evaluate the Safety and Efficacy of Prasinezumab in Early Parkinson's Disease (PASADENA) : Rationale, Design, and Baseline Data

Altres ajuts: F. Hoffmann-La Roche Ltd.Background: Currently available treatments for Parkinson's disease (PD) do not slow clinical progression nor target alpha-synuclein, a key protein associated with the disease. Objective: The study objective was to evaluate the efficacy and safety of prasinezumab, a humanized monoclonal antibody that binds aggregated alpha-synuclein, in individuals with early PD. Methods: The PASADENA study is a multicenter, randomized, double-blind, placebo-controlled treatment study. Individuals with early PD, recruited across the US and Europe, received monthly intravenous doses of prasinezumab (1,500 or 4,500 mg) or placebo for a 52-week period (Part 1), followed by a 52-week extension (Part 2) in which all participants received active treatment. Key inclusion criteria were: aged 40-80 years; Hoehn & Yahr (H&Y) Stage I or II; time from diagnosis ≤2 years; having bradykinesia plus one other cardinal sign of PD (e.g., resting tremor, rigidity); DAT-SPECT imaging consistent with PD; and either treatment naïve or on a stable monoamine oxidase B (MAO-B) inhibitor dose. Study design assumptions for sample size and study duration were built using a patient cohort from the Parkinson's Progression Marker Initiative (PPMI). In this report, baseline characteristics are compared between the treatment-naïve and MAO-B inhibitor-treated PASADENA cohorts and between the PASADENA and PPMI populations. Results: Of the 443 patients screened, 316 were enrolled into the PASADENA study between June 2017 and November 2018, with an average age of 59.9 years and 67.4% being male. Mean time from diagnosis at baseline was 10.11 months, with 75.3% in H&Y Stage II. Baseline motor and non-motor symptoms (assessed using Movement Disorder Society-Unified Parkinson's Disease Rating Scale [MDS-UPDRS]) were similar in severity between the MAO-B inhibitor-treated and treatment-naïve PASADENA cohorts (MDS-UPDRS sum of Parts I + II + III [standard deviation (SD)]; 30.21 [11.96], 32.10 [13.20], respectively). The overall PASADENA population (63.6% treatment naïve and 36.4% on MAO-B inhibitor) showed a similar severity in MDS-UPDRS scores (e.g., MDS-UPDRS sum of Parts I + II + III [SD]; 31.41 [12.78], 32.63 [13.04], respectively) to the PPMI cohort (all treatment naïve). Conclusions: The PASADENA study population is suitable to investigate the potential of prasinezumab to slow disease progression in individuals with early PD. Trial Registration: NCT03100149