Photometric Metallicities in Bootes I

We present new Stromgren and Washington data sets for the Bootes I dwarf galaxy, and combine them with the available SDSS photometry. The goal of this project is to refine a ground-based, practical, accurate method to determine age and metallicity for individual stars in Bootes I that can be selected in an unbiased imaging survey, without having to take spectra. We produce photometric metallicities from Stromgren and Washington photometry, for stellar systems with a range of $-1.0>[Fe/H]>-3.5$. To avoid the decrease in sensitivity of the Stromgren metallicity index on the lower red-giant branch, we replace the Stromgren v-filter with the broader Washington C-filter; we find that $CT_1by$ is the most successful filter combination, for individual stars with $[Fe/H]<-2.0$, to maintain ~0.2 dex $[Fe/H]$-resolution over the whole red-giant branch. We demonstrate that we can break the isochrones' age-metallicity degeneracy with these filters, using stars with log g=2.5-3.0, which have less than a 2% change in their $(C-T_1)$-colour due to age, over a range of 11-14 Gyr.Comment: 24 pages, 18 figures, accepted by MNRA

Uncovering Multiple Populations with Washington Photometry: I. The Globular Cluster NGC 1851

The analysis of multiple populations (MPs) in globular clusters (GCs) has become a forefront area of research in astronomy. Multiple red giant branches (RGBs), subgiant branches (SGBs), and even main sequences (MSs) have now been observed photometrically in many GCs. UV photometry has been crucial in discovering and analyzing these MPs, but the Johnson U and the Stromgren and Sloan u filters that have generally been used are relatively inefficient and very sensitive to reddening and atmospheric extinction. In contrast, the Washington C filter is much broader and redder than these competing UV filters. Here we investigate the use of the Washington system to uncover MPs using only a 1-meter telescope. Our analysis of the well-studied GC NGC 1851 finds that the C filter is both very efficient and effective at detecting its previously discovered MPs in the RGB and SGB. Remarkably, we have also detected an intrinsically broad MS best characterized by two distinct but heavily overlapping populations that cannot be explained by binaries, field stars, or photometric errors. The MS distribution is in very good agreement with that seen on the RGB, with ~30% of the stars belonging to the second population. There is also evidence for two sequences in the red horizontal branch, but this appears to be unrelated to the MPs in this cluster. Neither of these latter phenomena have been observed previously in this cluster. The redder MS stars are also more centrally concentrated than the blue MS. This is the first time MPs in a MS have been discovered from the ground, and using only a 1-meter telescope. The Washington system thus proves to be a very powerful tool for investigating MPs, and holds particular promise for extragalactic objects where photons are limited.Comment: 25 pages, 10 figure

A hot horizontal branch star with a close K-type main-sequence companion

Dynamical interactions in binary systems are thought to play a major role in the formation of extreme horizontal branch stars (EHBs) in the Galactic field. However, it is still unclear if the same mechanisms are at work in globular clusters, where EHBs are predominantly single stars. Here we report on the discovery of a unique close binary system (period ~1.61 days) in the globular cluster NGC6752, comprising an EHB and a main-sequence companion of 0.63+-0.05 Msun. Such a system has no counterpart among nearly two hundred known EHB binaries in the Galactic field. Its discovery suggests that either field studies are incomplete, missing this type of systems possibly because of selection effects, or that a particular EHB formation mechanism is active in clusters but not in the field

Globular Cluster Systems in Brightest Cluster Galaxies. III: Beyond Bimodality

We present new deep photometry of the rich globular cluster (GC) systems around the Brightest Cluster Galaxies UGC 9799 (Abell 2052) and UGC 10143 (Abell 2147), obtained with the HST ACS and WFC3 cameras. For comparison, we also present new reductions of similar HST/ACS data for the Coma supergiants NGC 4874 and 4889. All four of these galaxies have huge cluster populations (to the radial limits of our data, comprising from 12000 to 23000 clusters per galaxy). The metallicity distribution functions (MDFs) of the GCs can still be matched by a bimodal-Gaussian form where the metal-rich and metal-poor modes are separated by ~0.8 dex, but the internal dispersions of each mode are so large that the total MDF becomes very broad and nearly continuous from [Fe/H] = -2.4 to Solar. There are, however, significant differences between galaxies in the relative numbers of \emph{metal-rich} clusters, suggesting that they underwent significantly different histories of mergers with massive, gas-rich halos. Lastly, the proportion of metal-poor GCs rises especially rapidly outside projected radii R > 4 R_eff, suggesting the importance of accreted dwarf satellites in the outer halo. Comprehensive models for the formation of GCs as part of the hierarchical formation of their parent galaxies will be needed to trace the systematic change in structure of the MDF with galaxy mass, from the distinctly bimodal form in smaller galaxies up to the broad continuum that we see in the very largest systems.Comment: In press for Astrophysical Journa

Digital modulation of the nickel valence state in a cuprate-nickelate heterostructure

Layer-by-layer oxide molecular beam epitaxy has been used to synthesize cuprate-nickelate multilayer structures of composition (La$_2$CuO$_4$)$_m$/LaO/(LaNiO$_3$)$_n$. In a combined experimental and theoretical study, we show that these structures allow a clean separation of dopant and doped layers. Specifically, the LaO layer separating cuprate and nickelate blocks provides an additional charge that, according to density functional theory calculations, is predominantly accommodated in the interfacial nickelate layers. This is reflected in an elongation of bond distances and changes in valence state, as observed by scanning transmission electron microscopy and x-ray absorption spectroscopy. Moreover, the predicted charge disproportionation in the nickelate interface layers leads to a thickness-dependent metal-to-insulator transition for $n=2$, as observed in electrical transport measurements. The results exemplify the perspectives of charge transfer in metal-oxide multilayers to induce doping without introducing chemical and structural disorder

Untersuchungen zur Selektion dürreresistenter Reben-Sämlinge und Beziehungen zwischen der Dürreresistenz der Unterlage und den Leistungen des Edelreises

Die Beziehungen zwischen der Dürreresistenz von Vitis-Arten, -Sorten und Sämlingen interspezifischer Kreuzungen und dem Transpirationsverhalten sowie der Wurzelstruktur, die für die Wasseraufnahme von erheblicher Bedeutung ist, wurden untersucht.An Hand eines Feldversuches, bei dem Sämlinge unterschiedlicher Dürreresistenz als Unterlagen Verwendung fanden, wurde auch die Leistungsbeeinflussung in Abhängigkeit von der Dürreresistenz der Unterlagen überprüft. Es wurde nachgewiesen, daß Sämlinge mit starker Wurzelentwicklung, insbesondere beim Vorliegen eines extensiven Wurzeltypes, überwiegend gute Dürreresistenz aufweisen. Entscheidend dafür ist insbesondere auch die Relation zwischen der Wurzel- und Triebentwicklung. Die Triebentwicklung ist eng korreliert mit den Eigenschaften des Wurzelsystems, so daß unter Berücksichtigung der Triebentwicklung selektioniert werden kann, wobei für die Vorselektion Sorten mit langen Trieben und geringer Geiztriebbildung zu berücksichtigen sind, da diese Eigenschaften mit starker Wurzelentwicklung und extensiver Wurzelstruktur korreliert sind.An Hand eines Pfropfversuches, der unter Verwendung von Kreuzungssämlingen verschiedener Dürreresistenz erstellt wurde, ließ sich nachweisen, daß Sämlinge mittlerer Dürreresistenz in den meisten Jahren besonders günstige Ertragsbeeinflussungen des Edelreises bewirken. Sämlinge mit extrem hoher Dürreresistenz erhalten nur Bedeutung für besonders trockene Lagen.Die Leistungsbeeinflussung von Edelreissorten in Abhängigkeit von der Dürreresistenz der Unterlagssorte läßt sowohl einen Einfluß der Transpirationsverhältnisse der Unterlagssorte als auch des Wasseraufnahmevermögens, also der Leistungen des Wurzelsystems, vermuten

Untersuchungen zur Frühdiagnose von Leistungseigenschaften in der Edelreis- und Unterlagenzüchtung bei Reben

Mit Hilfe statistischer Untersuchungen wurde das Problem der Frühdiagnose in der Rebenzüchtung bearbeitet. Es wurde überprüft, in welchem Zeitraum der Entwicklung der Rebensämlinge Frühdiagnosen durchgeführt werden können. Hierbei wurde das Entwicklungsstadium der Rebensämlinge als Topfpflanzen sowohl an 10 Wochen alten Sämlingen mit ca. 6 Blättern als auch an einjährigen Sämlingen nach dem ersten Rückschnitt untersucht. Ferner wurde in den Auswertungen auch der Freilandanbau der Sämlinge vor und nach dem Fruktifizieren berücksichtigt.Die Untersuchungen morphologischer Merkmale an Rebensämlingen vor dem ersten Rückschnitt ergab keine günstigen Voraussetzungen für die Selektion, was wahrscheinlich darauf zurückgeführt werden kann, daß diese Merkmale im Laufe der Jugendentwicklung der Sämlinge noch stärkeren Veränderungen unterliegen. Sämlingsmerkmale, die nach dem ersten Rückschnitt bonitiert werden, lassen sich dagegen zur Durchführung einer Frühdiagnose verwenden. Zu diesem Zeitpunkt haben die äußerlich leicht erkennbaren morphologischen Merkmale im wesentlichen bereits eine für den Sämling charakteristische Ausbildung erlangt, so daß sie mit den späteren Bonitierungen im Freiland übereinstimmen.In der Edelreiszüchtung können Korrelationen zwischen den Merkmalen der Sämlinge im Topfpflanzenstadium nach dem ersten Rückschnitt mit Erfolg für eine Vorselektion Verwendung finden. Das diesen Untersuchungen 'zu Grunde liegende Material bot insbesondere in der Blattlappung der Sämlinge eine Handhabe für die Selektion, da z. T. recht enge Korrelationen zwischen Blattlappu.ng und Fruchtbarkeitseigenschaften bestehen. Zu beachten ist. daß die Korrelation grundsätzlich als populationsspezifisch zu beurteilen ist. Die Beziehungen zwischen morphologischen und physiologischen Merkmalen der Sämlinge im Freiland und Fruchtbarkeitseigenschaften treten recht häufig auf und können zur Ergänzung der Leistungsbeurteilungen der Sämlinge mit herangezogen werden, wobei gegebenenfalls die Zahl der Prüfjahre verringert werden kann.Alle Bonitierungen von Sämlingseigenschaften im Freiland vor und nach dem Fruktifizieren können für die Selektion von Unterlagssorten Hinweise geben. In den Untersuchungen wurden eine Reihe von Unterlagseigenschaften nachgewiesen, die gesichert die Leistungen des Edelreises beeinflussen. Diese Eigenschaften und Merkmale können zur Selektion von Unterlagssorten herangezogen werden. In erster Linie handelt es sich hierbei um Vegetationsabschluß, Holzreife, Plasmopara-Resistenz, Dürre-Resistenz, Austriebszeit, Zahl der Trauben je Klon, Beerengröße und Traubendichte. Die Berechnung partieller Regressionskoeffizienten an Hand dieses Materials gestattet es, die Bedeutung der einzelnen Eigenschaften und Merkmale der Unterlage bezüglich ihres Einflusses auf das Edelreis gegeneinander abzugrenzen. Die sich hierbei ergebende Rangfolge kann auch bei der Selektion Berücksichtigung finden