2,688 research outputs found
From flux to dust mass: Does the grain-temperature distribution matter for estimates of cold dust masses in supernova remnants?
The amount of dust estimated from infrared to sub-millimetre (submm)
observations strongly depends on assumptions of different grain sizes,
compositions and optical properties. Here we use a simple model of thermal
emission from cold silicate/carbon dust at a range of dust grain temperatures
and fit the spectral energy distribution (SED) of the Crab Nebula as a test.
This can lower the derived dust mass for the Crab by ~50% and 30-40% for
astronomical silicates and amorphous carbon grains compared to recently
published values (0.25M_sun -> 0.12M_sun and 0.12M_sun -> 0.072M_sun,
respectively), but the implied dust mass can also increase by as much as almost
a factor of six (0.25M_sun -> 1.14M_sun and 0.12M_sun -> 0.71M_sun) depending
on assumptions regarding the sizes/temperatures of the coldest grains. The
latter values are clearly unrealistic due to the expected metal budget, though.
Furthermore, we show by a simple numerical experiment that if a cold-dust
component does have a grain-temperature distribution, it is almost unavoidable
that a two-temperature fit will yield an incorrect dust mass estimate. But we
conclude that grain temperatures is not a greater uncertainty than the often
poorly constrained emissivities (i.e., material properties) of cosmic dust,
although there is clearly a need for improved dust emission models. The
greatest complication associated with deriving dust masses still arises in the
uncertainty in the dust composition.Comment: 13 pages, 7 figures, to appear in MNRA
On the (in)variance of the dust-to-metals ratio in galaxies
Recent works have demonstrated a surprisingly small variation of the
dust-to-metals ratio in different environments and a correlation between dust
extinction and the density of stars. Naively, one would interpret these
findings as strong evidence of cosmic dust being produced mainly by stars. But
other observational evidence suggest there is a significant variation of the
dust-to-metals ratio with metallicity. As we demonstrate in this paper, a
simple star-dust scenario is problematic also in the sense that it requires
that destruction of dust in the interstellar medium (e.g., due to passage of
supernova shocks) must be highly inefficient. We suggest a model where stellar
dust production is indeed efficient, but where interstellar dust growth is
equally important and acts as a replenishment mechanism which can counteract
the effects of dust destruction. This model appears to resolve the seemingly
contradictive observations, given that the ratio of the effective (stellar)
dust and metal yields is not universal and thus may change from one environment
to another, depending on metallicity.Comment: 10 pages, 4 figures. Accepted for publication in MNRA
Would You Choose to be Happy? Tradeoffs Between Happiness and the Other Dimensions of Life in a Large Population Survey
A large literature documents the correlates and causes of subjective well-being, or happiness. But few studies have investigated whether people choose happiness. Is happiness all that people want from life, or are they willing to sacrifice it for other attributes, such as income and health? Tackling this question has largely been the preserve of philosophers. In this article, we find out just how much happiness matters to ordinary citizens. Our sample consists of nearly 13,000 members of the UK and US general populations. We ask them to choose between, and make judgments over, lives that are high (or low) in different types of happiness and low (or high) in income, physical health, family, career success, or education. We find that people by and large choose the life that is highest in happiness but health is by far the most important other concern, with considerable numbers of people choosing to be healthy rather than happy. We discuss some possible reasons for this preference
HÄllbart vÀxtskydd. Analys av olika strategier för att minska riskerna med kemiska vÀxtskyddsmedel
Risker som Àr förknippade med kemiska vÀxtskyddsmedel kan sammanfattas i fem omrÄden: risker för anvÀndare, risker för rester i livsmedel samt i yt- och grundvatten och risker för natursystemet (t.ex. förlorad biodiversitet). De viktigaste fördelarna med vÀxtskyddsmedel Àr att de bidrar till skördeökningar och att de förbÀttrar möjligheten till stabila skördenivÄer, oavsett ÄrsmÄn.
Det finns olika strategier för att hantera vÀxtskyddet i dagens jordbruk och beroende pÄ vilken strategi som vÀljs förÀndras riskerna som Àr förknippade med anvÀndningen av vÀxtskyddsmedel. Syftet med MAT 21-projektet HÄllbart VÀxtskydd har varit att analysera den miljömÀssiga hÄllbarheten i olika vÀxtskyddsstrategier med hjÀlp av konkreta exempel. Ambitionen Àr att ge vÀgledning om genomförandet av politiska miljömÄl, tolkning av miljöanalyser och utveckling av kvalitets- och miljöledningssystem i livsmedelsföretag.
I projektet har en varierad vÀxtföljd setts som en viktig förebyggande ÄtgÀrd för att minska riskerna med vÀxtskyddsmedel. En diversifierad vÀxtföljd bidrar till att reducera vissa typer av ogrÀs och till att minska trycket av mÄnga svampsjukdomar. Mekanisk ogrÀsreglering ger tillsammans med förebyggande ÄtgÀrder möjligheter att minska anvÀndningen av vÀxtskyddsmedel. Exempel pÄ tekniska lösningar som kan minska riskerna Àr bandsprutning i kombination med radrensning eller ny bredsprutningsteknik med lufttillsats vilket reducerar vindavdriften vid en applikation med vÀxtskyddsmedel.
För att analysera riskerna som Ă€r förknippade med vĂ€xtskyddsmedel anvĂ€ndes modellen PRI-Farm som Ă€r en riskindikatormodell utvecklad av Kemikalieinspektionen. I modellen poĂ€ngsĂ€tts faktorer för fara och exponering vid applikation av vĂ€xtskyddsmedel. Farofaktorerna utrycker belastningen av de inneboende egenskaperna hos preparatens aktiva substans som persistens, bioackumulering och rörlighet. Exponeringsfaktorerna beaktar applikationsmetod, anvĂ€nd dos, markegenskaper och spruttidpunkt. Resultaten vĂ€gs samman i en poĂ€ngsumma (ett miljöriskindex), dĂ€r risk för transport till yt- och grundvatten vĂ€ger tungt. Ăven ett hĂ€lsoriskindex kan berĂ€knas, vilket inte gjorts i denna studie. Modellen kan inte anvĂ€ndas för att kvantifiera risker utan Ă€r i stĂ€llet ett verktyg för att kunna göra jĂ€mförande bedömningar mellan olika strategier för vĂ€xtskyddsinsatser, identifiera problemanvĂ€ndningar eller för att visa pĂ„ risktrender över tiden.
För att analysera andra miljöeffekter (t.ex. klimatpÄverkan och energianvÀndning) anvÀndes metodiken för livscykelanalys (LCA). Detta Àr en metod som anvÀnds för att göra miljöbedömningar av produkter och tjÀnster. Man genomför berÀkningar för produktens potentiella bidrag till olika miljöeffekter, sÄsom vÀxthuseffekt och försurning, och man summerar Àven den förbrukning av viktiga resurser som produkten givit upphov till. Tanken Àr att dessa berÀkningar skall kunna ge information som kan leda till att man kan minska miljöpÄverkan frÄn en viss produkt pÄ ett effektivt sÀtt. Resultaten kan ocksÄ ge vÀgledning vid val mellan produkter som Àr likvÀrdiga i övrigt.
I fallstudien av den allsidiga vÀxtodlingsgÄrden jÀmfördes ocksÄ nulÀget med ett scenario dÀr gÄrden lades om till ekologisk produktion. I detta alternativ anvÀndes inga kemiska vÀxtskyddsmedel. OmlÀggningen till ekologisk produktion pÄverkade Àven andra miljöeffekter, förutom riskerna med vÀxtskyddsmedel. En negativ effekt av det ekologiska scenariot var att grödan kepalök fick utgÄ p.g.a. att risken bedömdes som för stor för ett stort skördebortfall utan tillgÄng pÄ fungicider. PÄ grund av en lÀgre skördenivÄ i ekologisk produktion behövdes en betydligt större yta för att producera en given mÀngd livsmedel. I en ekonomisk analys jÀmfördes nulÀget pÄ den allsidiga vÀxtodlingsgÄrden med ett ekologiskt scenario. Resultatet var likvÀrdigt för de tvÄ alternativen. För att ekologisk odling skall vara en ekonomiskt lyckad satsning pÄ gÄrdar i intensiva slÀttbygder med odling av specialgrödor Àr det, med dagens nivÄ pÄ miljöstödet för ekologisk produktion, helt nödvÀndigt att det finns ett bra merpris för produkterna.
I en fallstudie av en allsidig vÀxtodlingsgÄrd jÀmfördes nulÀget med ett scenario dÀr olika strategier testades som minskade riskerna med vÀxtskyddsmedel utan att skördenivÄn Àndrades nÀmnvÀrt. Detta scenario (kallat BÀsta Möjliga Teknik) innebar anvÀndning av mekanisk och/eller termisk behandling som alternativ till konventionell bekÀmpning i vissa grödor samt medvetna val av vÀxtskyddsmedel som hade mindre dÄliga miljöegenskaper. Fallstudien visade pÄ flera olika möjligheter till att reducera riskerna i konventionell drift. Eftersom gÄrden i studien hade mÄnga radodlade specialgrödor bedömdes bandsprutning kombinerat med radrensning vara en intressant förbÀttring. Att vÀsentligt reducera anvÀndningen av fungicider i potatis och lök utan att Àventyra skördenivÄn bedömdes som mycket svÄrt i konventionell drift, Àven med bÀsta odlingsteknik.
I fallstudien av den allsidiga vÀxtodlingsgÄrden jÀmfördes ocksÄ nulÀget med ett scenario dÀr gÄrden lades om till ekologisk produktion. Detta alternativ minskar riskerna med vÀxtskydds-medel radikalt men pÄverkar Àven andra miljöeffekter. För mÄnga grödor minskade energianvÀndning, liksom utslÀpp av vÀxthusgaser vid en övergÄng till ekologisk odling. En negativ effekt av det ekologiska scenariot var att grödan kepalök fick utgÄ p g a att risken bedömdes som för stor för ett betydande skördebortfall utan tillgÄng till fungicider. Ur miljö- och resurssynpunkt var den mest negativa effekten att det ekologiska scenariot krÀvde mycket större yta för att producera en given mÀngd livsmedel. I en ekonomisk analys jÀmfördes nulÀget pÄ den allsidiga vÀxtodlingsgÄrden med ett ekologiskt scenario. Resultatet var likvÀrdigt för de tvÄ alternativen. För att ekologisk odling skall vara en ekonomiskt lyckad satsning pÄ gÄrdar i intensiva slÀttbygder Àr det helt nödvÀndigt att det finns ett bra merpris för produkterna.
Studien visar att det finns flera olika strategier för att minska riskerna med anvÀndningen av vÀxtskyddsmedel. En varierad vÀxtföljd Àr en grundlÀggande förutsÀttning i alla odlingssystem och inom detta omrÄde finns det mycket gammal kunskap som behöver vÀckas till liv. Miljöanalyserna visar ocksÄ att mÄnga tekniska lösningar, som leder till minskat behov av vÀxtskyddsmedel, kan tillÀmpas utan att andra miljöeffekter pÄverkas nÀmnvÀrt. Att vÀlja bort vÀxtskyddsmedel som har mindre goda miljöeffekter Àr en strategi som förefaller ha stor potential för att minska riskerna. PRI-Farm kan bli ett viktigt beslutsstöd i lantbrukets arbete för bÀttre produktval och sÀkrare vÀxtskydd. Ekologisk produktion har goda förutsÀttningar att bli en viktig strategi för minskade risker i de utökade vattenskyddsomrÄden som kommunerna nyligen har beslutat om. För att denna strategi skall bli lyckosam krÀvs att marknaden fortsÀtter att öka för ekologiska produkter i Sverige, sÄ att produkternas merpris tillsammans med samhÀllets stöd via miljöersÀttningsprogram fortsÀtter att betala merkostnaden för denna produktionsform
Dust-depletion sequences in damped Lyman-α absorbers II. The composition of cosmic dust, from low-metallicity systems to the Galaxy
Metals in the interstellar medium (ISM) of essentially all types of galaxies are observed to be depleted compared to the expected values. The depletion is most likely due to dust condensation in, for example, cold molecular clouds and various circumstellar and interstellar environments. The relative observed metal abundances should thereby reflect the composition of the ISM dust components. We aim at identifying the most dominant dust species or types, including silicate and iron oxide grains present in the ISM, using recent observations of dust depletion of galaxies at various evolutionary stages. We use the observed elemental abundances in dust of several metals (O, S, Si, Mg, and Fe) in different environments, considering systems with different metallicities and dust content, namely damped Lyman-α absorbers (DLAs) towards quasars and the Galaxy. We derive a possible dust composition by computationally finding the statistically expected elemental abundances in dust assuming a set of key dust species with the iron content as a free parameter. Carbonaceous dust is not considered in the present study. Metallic iron (likely in the form of inclusions in silicate grains) and iron oxides are important components of the mass composition of carbon-free dust. The latter make up a significant mass fraction (~1â4 in some cases) of the oxygen-bearing dust and there are good reasons to believe that metallic iron constitutes a similar mass fraction of dust. WĂŒstite (FeO) could be a simple explanation for the depletion of iron and oxygen because it is easily formed. There appears to be no silicate species clearly dominating the silicate mass, but rather a mix of iron-poor as well as iron-rich olivine and pyroxene. To what extent sulphur depletion is due to sulfides remains unclear. In general, there seems to be little evolution of the dust composition (not considering carbonaceous dust) from low-metallicity systems to the Galaxy
Higher order finite difference schemes for the magnetic induction equations
We describe high order accurate and stable finite difference schemes for the
initial-boundary value problem associated with the magnetic induction
equations. These equations model the evolution of a magnetic field due to a
given velocity field. The finite difference schemes are based on Summation by
Parts (SBP) operators for spatial derivatives and a Simultaneous Approximation
Term (SAT) technique for imposing boundary conditions. We present various
numerical experiments that demonstrate both the stability as well as high order
of accuracy of the schemes.Comment: 20 page
The Herschel exploitation of local galaxy Andromeda (HELGA) V: Strengthening the case for substantial interstellar grain growth
In this paper we consider the implications of the distributions of dust and
metals in the disc of M31. We derive mean radial dust distributions using a
dust map created from Herschel images of M31 sampling the entire far-infrared
(FIR) peak. Modified blackbodies are fit to approximately 4000 pixels with a
varying, as well as a fixed, dust emissivity index (beta). An overall metal
distribution is also derived using data collected from the literature. We use a
simple analytical model of the evolution of the dust in a galaxy with dust
contributed by stellar sources and interstellar grain growth, and fit this
model to the radial dust-to-metals distribution across the galaxy. Our analysis
shows that the dust-to-gas gradient in M31 is steeper than the metallicity
gradient, suggesting interstellar dust growth is (or has been) important in
M31. We argue that M31 helps build a case for cosmic dust in galaxies being the
result of substantial interstellar grain growth, while the net dust production
from stars may be limited. We note, however, that the efficiency of dust
production in stars, e.g., in supernovae (SNe) ejecta and/or stellar
atmospheres, and grain destruction in the interstellar medium (ISM) may be
degenerate in our simple model. We can conclude that interstellar grain growth
by accretion is likely at least as important as stellar dust production
channels in building the cosmic dust component in M31.Comment: 12 pages, 7 figures. Published in MNRAS 444, 797. This version is
updated to match the published versio
Back-reaction and effective acceleration in generic LTB dust models
We provide a thorough examination of the conditions for the existence of
back-reaction and an "effective" acceleration (in the context of Buchert's
averaging formalism) in regular generic spherically symmetric
Lemaitre-Tolman-Bondi (LTB) dust models. By considering arbitrary spherical
comoving domains, we verify rigorously the fulfillment of these conditions
expressed in terms of suitable scalar variables that are evaluated at the
boundary of every domain. Effective deceleration necessarily occurs in all
domains in: (a) the asymptotic radial range of models converging to a FLRW
background, (b) the asymptotic time range of non-vacuum hyperbolic models, (c)
LTB self-similar solutions and (d) near a simultaneous big bang. Accelerating
domains are proven to exist in the following scenarios: (i) central vacuum
regions, (ii) central (non-vacuum) density voids, (iii) the intermediate radial
range of models converging to a FLRW background, (iv) the asymptotic radial
range of models converging to a Minkowski vacuum and (v) domains near and/or
intersecting a non-simultaneous big bang. All these scenarios occur in
hyperbolic models with negative averaged and local spatial curvature, though
scenarios (iv) and (v) are also possible in low density regions of a class of
elliptic models in which local spatial curvature is negative but its average is
positive. Rough numerical estimates between -0.003 and -0.5 were found for the
effective deceleration parameter. While the existence of accelerating domains
cannot be ruled out in models converging to an Einstein de Sitter background
and in domains undergoing gravitational collapse, the conditions for this are
very restrictive. The results obtained may provide important theoretical clues
on the effects of back-reaction and averaging in more general non-spherical
models.Comment: Final version accepted for publication in Classical and Quantum
Gravity. 47 pages in IOP LaTeX macros, 12 pdf figure
- âŠ