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Ignace, Richard. "Astro4U: An Introduction to the Science of the Cosmos." Digital Commons @ East Tennessee State University, 2017. https://www.amzn.com/1516506782/.
Full textAbstract:
The book Astro4U: An Introduction to the Science of the Cosmos excites students about the grandeur of astronomy and how the universe functions. Filled with vibrant figures and informative tables that support the written text, the book has a fresh, casual, student-friendly tone that dramatically increases interest in the material while also making it more accessible.The book provides a college-level description of science, with astronomy serving as the vehicle of delivery for displaying the scientific model. The content follows a traditional progression, beginning with a study of the sky, followed by discussions of ancient and medieval astronomy, modern scientific practices, and key physical principles. Chapters move through the Solar System, stars, then galaxies, and finally the cosmos as a whole. The book presents astronomy as the story of light and gravity, crucial threads that run through the text. Chapters include Ponder Sections—in-depth, quantitative passages dealing with particular applications of interest such as “space junk”, the solar energy budget, and light travel time. Appendices provide information about physical constants, astronomical symbols, and multiple choice problem sets.Because students often express concern about the math content in astronomy classes, the book begins with a chapter entitled “Astro Maths” that reviews all the mathematical skills and concepts needed to complete the course. This up-front investment increases student confidence, eliminates one of the primary blocks students face, and improves chances for student achievement and success.Astro4U is written for general education survey courses in astronomy that are geared toward non-science majors.<br>https://dc.etsu.edu/etsu_books/1188/thumbnail.jpg
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Ignace, Richard. "Astro4U: An Introduction to the Science of the Cosmos." Digital Commons @ East Tennessee State University, 2014. http://amzn.com/1634870697.
Full textAbstract:
Astro maths -- The sky -- Astronomy of the ancients -- Renaissance astronomy -- The astronomer's toolbox: physical principles -- Overview of the solar system -- The sun, our nearest star -- Earth, the home world -- The moon -- The terrestrial planets -- The gas giant planets -- The dwarf planets -- Major moons of the solar system -- Solar system debris -- Properties of the stars -- The formation of stars -- The lives of stars -- Stellar corpses -- The interstellar medium -- Living in a galaxy called the milky way -- Galaxies -- Active galaxies and quasars -- Cosmology -- Exoplanets -- The search for life.
The book Astro4U: An Introduction to the Science of the Cosmos excites students about the grandeur of astronomy and how the universe functions. Filled with vibrant figures and informative tables that support the written text, the book has a fresh, casual, student-friendly tone that dramatically increases interest in the material while also making it more accessible. The book provides a college-level description of science with astronomy serving as the vehicle of delivery for displaying the scientific model. The content follows a traditional progression of scale, beginning with a study of the sky, followed by discussions of ancient and medieval astronomy, modern scientific practices, and key physical principles. Chapters move through the Solar System, stars, then galaxies, and finally the cosmos as a whole. Additionally, the book presents astronomy as the story of light and gravity, crucial threads that permeate the text. Because students often express concern about the math content in astronomy classes, the book begins with a chapter entitled "Astro Maths" that reviews all the mathematical skills and concepts needed to complete the course. This up-front investment increases student confidence, eliminates one of the primary blocks students face, and improves chances for student achievement and success. Astro4U is written for general education survey courses in astronomy that are geared to non-science majors.<br>https://dc.etsu.edu/etsu_books/1016/thumbnail.jpg
3
Moore, Christopher Samuel. "Atomic Layer Deposition Re ective Coatings for future Astronomical Space Telescopes and the Solar Corona viewed through the MinXSS (Miniature X-ray Solar Spectrometer) CubeSats." Thesis, University of Colorado at Boulder, 2018. http://pqdtopen.proquest.com/#viewpdf?dispub=10680697.
Full textAbstract:
<p>Advances in technology and instrumentation open new windows for observing astrophysical objects. The first half of my dissertation involves the development of atomic layer deposition (ALD) coatings to create high reflectivity UV mirrors for future satellite astronomical telescopes. Aluminum (Al) has intrinsic reflectance greater than 80% from 90 ? 2,000 nm, but develops a native aluminum oxide (Al2O3) layer upon exposure to air that readily absorbs light below 250 nm. Thus, Al based UV mirrors must be protected by a transmissive overcoat. Traditionally, metal-fluoride overcoats such as MgF2 and LiF are used to mitigate oxidation but with caveats. We utilize a new metal fluoride (AlF3) to protect Al mirrors deposited by ALD. ALD allows for precise thickness control, conformal and near stoichiometric thin films. We prove that depositing ultra-thin (~3 nm) ALD ALF3 to protect Al mirrors after removing the native oxide layer via atomic layer etching (ALE) enhances the reflectance near 90 nm from ~5% to ~30%.
X-ray detector technology with high readout rates are necessary for the relatively bright Sun, particularly during large flares. The hot plasma in the solar corona generates X-rays, which yield information on the physical conditions of the plasma. The second half of my dissertation includes detector testing, characterization and solar science with the Miniature X-ray Solar Spectrometer (MinXSS) CubeSats. The MinXSS CubeSats employ Silicon Drift Diode (SDD) detectors called X123, which generate full sun spectrally resolved (~0.15 FWHM at 5.9 keV) measurements of the sparsely measured, 0.5 ? 12 keV range. The absolute radiometric calibration of the MinXSS instrument suite was performed at the National Institute for Standards and Technology (NIST) Synchrotron Ultraviolet Radiation Facility (SURF) and spectral resolution determined from radioactive sources. I used MinXSS along with data from the Geostationary Operational Environmental Satellites (GOES), Reuven Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager (RHESSI), Hinode X-ray Telescope (XRT), Hinode Extreme Ultraviolet Imaging Spectrometer (EIS) and Solar Dynamics Observatory (SDO) Atmospheric Imaging Assembly (AIA) to study the solar corona. This resulted in new insights on the coronal temperature distribution and elemental abundance variations for quiescence, active regions and during solar flares.
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Vervack, Ronald Joe 1966. "Titan's upper atmospheric structure derived from Voyager ultraviolet spectrometer observations." Diss., The University of Arizona, 1997. http://hdl.handle.net/10150/282430.
Full textAbstract:
The Voyager 1 Ultraviolet Spectrometer (UVS) observations are the only direct measurements we have of Titan's upper atmosphere. Previous analysis of the two UVS solar occultations yielded densities for N₂ CH₄ and C₂ as well as the thermospheric temperature. These results serve as the upper atmospheric boundary conditions in models of Titan's atmosphere; however, there are discrepancies between the observations and models, and the previous analysis itself is known to be internally inconsistent. We have undertaken a reanalysis of the UVS solar occultations to resolve these differences and to extract the maximum amount of information from the data. In so doing, we have developed a detailed model of the UVS detector and a new analysis method tailored to retrieving multiple species from an occultation of a finite-sized source such as the sun. Our analysis has yielded density profiles for nine species in Titan's upper atmosphere and a new measurement of the thermospheric temperature. We find higher N₂ densities and lower CH₄ and C₂ densities than those previously determined. We also find a thermospheric temperature of 150-155 K instead of 176-196 K as in the early analysis. Densities for C₂H₄, C₂H₆, C₄H₂, C₂N₂, HCN, and HC₃N are retrieved for the first time. Titan's atmosphere is one of the most interesting in the solar system. The composition and high degree of photochemical activity elicit comparisons to the early terrestrial atmosphere and considerations about the origins of life. Our results provide improved and expanded constraints for the atmospheric models and should provide scientists with a better view of Titan's upper atmosphere, which is important in planning for the upcoming Cassini mission.
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Wegryn, Eric. "The dusty atmosphere of Mars: A study of the properties of martian aerosol dust, using Imager for Mars Pathfinder and Hubble Space Telescope observations." Diss., The University of Arizona, 2000. http://hdl.handle.net/10150/289700.
Full textAbstract:
The properties of aerosol dust on Mars may be deduced from photometric observations of its atmosphere. By comparing sky images taken by the Imager for Mars Pathfinder to numerical models, the size distribution and reflective properties of the dust particles can be determined. The format, quality, and reduction of the IMP images is described herein, as is the computational radiative transfer model used, with its various parameters. After discovering and compensating for an imprecision in the pointing of the camera, models were successfully fit to the IMP solar aureole datasets. Key results include determining the particle size (reff = 1.6 ± 0.15 μm); quadratic parameters G and Θmin describing the phase function for internally scattered light as functions of wavelength; and the imaginary refractive index n i (and single scattering albedo o) of the aerosols as a function of wavelength (presented in Table 4.1). Preliminary indications of temporal variation in ni turn out to be due to an unplanned change in the time of day of the measurements, coupled with a limitation in the algorithm for correcting the aforementioned pointing imprecision. Excluding unreliable datasets leads to a set of particle properties which shows no significant variation over the first two months of the Pathfinder mission. A multispectral sky patch from MPF Sol 22 gives greater wavelength resolution, as well as showing the sensitivity of the results to variations in key model parameters. In addition, images from the Hubble Space Telescope are used to refine the surface reflectance used in the model. The final result is a model for the aerosol dust which is consistent with the IMP solar aureole observations and the HST observations. Evidence for a minor component of water ice is also discussed. Dust reflectances derived for comparison with ground spectra show a feature in the near infrared which is not present in most MPF spectra of bright surface regolith. This is an indication that there are components visible in the bright soil which are not present in the airborne dust.
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Jacobsen, Bruce Paul 1964. "Sodium laser guide star projection for adaptive optics." Diss., The University of Arizona, 1997. http://hdl.handle.net/10150/288754.
Full textAbstract:
In order to increase sky coverage, adaptive optics (AO) systems for large telescopes will require laser systems to provide artificial reference beacons. The most prominent method for creating an artificial beacon is to project laser light tuned to the 589nm, D2 line of sodium onto the mesospheric sodium atoms at an altitude of 90km. When correcting with AO, the best wavefront measurements are obtained when the image of the sodium beacon is as bright and sharp as possible. Blurring occurs due to spot elongation, as a result of sub-aperture displacement from the projector axis, and from diffraction and seeing effects on the projected beam. Mounting the projector in the center of the telescope minimizes the effect of elongation. Simulations were conducted that show that matching the beam waist to ∼2 times the atmospheric turbulence parameter r₀ minimizes the beacon size. For r₀ = 15cm and a 48cm projector, calculations show the optimum projected waist is 29cm. A prototype projector has been built and operated. Recent experiments have shown that this projector is capable of producing 0.75arcsec beacons under good seeing. In addition, spot elongation of 0.5arcsec was observed corresponding to a sodium layer thickness of 10km. The first experimental evidence for optical pumping in the mesospheric layer were obtained. They show a non-thermal profile for the sodium hyperfine structure (3.5:1 line ratio as opposed to 5:3) when projecting circularly polarized light. This profile indicates that the maximum return per watt is obtained by pumping the F = 2 level with a narrow bandwidth compared with pumping both F = 2 and F = 1 with a broad bandwidth. In addition, evidence shows a 30% increase in beacon brightness when pumping the sodium layer with circularly polarized light over linear. A projector for the 6.5m MMT conversion has been designed based on experience gained with the prototype. Analysis of the Strehl reduction due to wavefront reconstruction error shows a reduction in Strehl of < 1% for the optimal operating parameters at the MMT. This less than the fundamental limit of 0.79 for focus anisoplanatism.
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Martinez, Ty 1968. "A continuous wave dye laser for use in astronomical adaptive optics." Diss., The University of Arizona, 1998. http://hdl.handle.net/10150/288817.
Full textAbstract:
Powerful lasers are needed to generate artificial guide stars for astronomical adaptive optics. Continuous wave (CW) lasers yield the most efficient excitation of the D2 line in the mesopheric sodium layer. Data is presented from early systems which used commercially available CW dye lasers. Building on these results, a dye laser was designed and constructed which incorporates a sodium Faraday filter (SFF) to select and lock the laser frequency to the peak of the D2 sodium resonance. This laser was the first ring dye laser made using an intra-cavity SFF, and also the first incorporating a SFF to produce a significant amount of power in a single longitudinal mode. A major part of this thesis concerns the design and construction of the SFF. The theory of operation is developed and then used to design a SFF with a high throughput at the D2 line of sodium. The two main elements of a SFF are a sodium cell and a magnet. The design and construction of these two elements is discussed in detail. The design and construction of a wavefront sensor for the Multiple Mirror Telescope's unique geometry is presented. This wavefront sensor and a CW dye laser were used to generate the first astronomical images sharpened by an adaptive optics system incorporating a sodium laser guide star.
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Rao, Anupama M. N. "Titan, Triton, Pluto, and Kuiper belt objects: A study of past and present atmospheres with grey and nongrey models." Diss., The University of Arizona, 2001. http://hdl.handle.net/10150/280020.
Full textAbstract:
This work is divided into two parts: a grey model for past Triton, Pluto, and Kuiper belt objects, and a nongrey model for current Titan's troposphere. Steady-state, planar models of early atmospheres for Triton, Pluto, and Kuiper belt objects are computed using a grey approach that tracks the transfer/distribution of heat via radiative transport. These objects are treated here together because they resemble one another in size, surface chemical composition, and exist in the same cold portion of the outer solar system. Beginning with present-day volatiles observed on the surfaces of Triton and Pluto (methane and molecular nitrogen), a trace of molecular hydrogen (present in most primordial atmospheres) is added. It is assumed that as the object is heated by solar, tidal, accretional, or radiogenic methods (this varies between the objects treated here) these chemical species then evaporate from the surface to create an atmosphere. Binary collisions among the molecules account for the sources of opacity, and absorption coefficients are provided by [21]. The grey atmosphere calculations require a mean opacity, and its results are sensitive to the type of mean opacity used. Thus a variety of methods (Planck, Rosseland, and Chandrasekhar mean opacities) are used to accommodate this dependence and the variations in optical depth. Surface temperatures are then calculated as a function of the heating rate, molecular hydrogen abundance, and mean opacity type. As a result of these modelling experiments, tidal heating is found to be crucial to the formation of a thick atmosphere on Triton, and albedo and gravitational acceleration strongly affect the formation of atmospheres on less massive objects such as Pluto and Kuiper belt objects. A nongrey, steady-state, planar model of Titan's current troposphere is developed to study the effect of varying methane mass fraction. Methods from stellar atmosphere modelling are used to solve the equation of transfer as a two-point boundary problem. To additionally satisfy radiative, hydrostatic, and local thermodynamic equilibrium, an iterative correction procedure is utilized since the correct temperature and density profiles as a function of altitude are not known a priori. The volatile composition is taken from observation: molecular nitrogen, methane, and molecular hydrogen. Again, binary collisions among the molecules account for the sources of opacity, and absorption coefficients are provided by [21]. The heating source for Titan is solar radiation absorbed and reradiated by the planet's surface in the infrared region of the spectrum, with a small amount of heat emanating from the stratosphere. The chemical species evaporate from the surface to create an atmosphere. Models of Titan's troposphere are calculated using different amounts of methane (within observational constraints) since the presence of methane is evolving in Titan's atmosphere due to photolytic processes. From model results it is shown that by solving the radiative transfer equation, subject to radiative, hydrostatic, and local thermodynamic equilibrium constraints, a model of Titan's troposphere with a maximum deviation of 8% from data [85] [170] can be obtained. The preliminary model of past Titan's troposphere is consistent with other analytic results [89].
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Koblick, Darin C. "Parallel high-precision orbit propagation using the modified Picard-Chebyshev method." California State University, Long Beach, 2013.
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10
Gibbard, Seran Gwen 1967. "Lightning in the solar system." Diss., The University of Arizona, 1996. http://hdl.handle.net/10150/290640.
Full textAbstract:
Lightning, a familiar phenomenon on Earth, may also occur at other times and locations in our solar system. It has been suggested as a mechanism for forming chondrules, millimeter-sized beads of glassy silicate found in primitive meteorites formed in the early solar system 4.5 billion years ago. It has also been detected in Voyager images of Jupiter, and there is evidence that it may occur on other planets as well, including Venus, Saturn and Neptune. The mechanism believed to produce lightning discharges on Earth, and possibly other planets, is charge production by collisions of ice particles, followed by gravitational separation of oppositely-charged large and small particles. This work examines the possibility of the occurrence of lightning discharges in the atmospheres of Jupiter and Neptune as well as in the protoplanetary nebula (PPN) of the early solar system by modeling charge separation and growth of the electric field. The model is also applied to the Earth as a test of its predictive power. It is found that the model can reproduce the correct timescale, particle charge and electric field magnitude seen in terrestrial lightning. The model also predicts lightning on Jupiter at the 3-5 bar level provided that the local water abundance is greater than the solar value. This is a much higher abundance than measured by the Galileo probe into Jupiter's atmosphere, which suggests that the water content measured by the probe does not apply to the entire planet. An application of the model to Neptune's water and NH₄SH clouds finds that lightning is unlikely in these clouds due to the large electric field required for electrical breakdown. Lightning may be possible in the overlying H₂S-NH₃ cloud provided that these substances can undergo collisional charge exchange with a magnitude at least 1% of that found in water ice. In the protoplanetary nebula, it appears that large-scale precipitation-induced lightning could not have occurred, due to the small mass density, low temperature and high electrical conductivity of the surroundings. This is a robust conclusion that does not depend sensitively on the values of the parameters involved.
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Desmond, Timothy. "Psyche=singularity| A comparison of Carl Jung's transpersonal psychology and Leonard Susskind's holographic string theory." Thesis, California Institute of Integral Studies, 2014. http://pqdtopen.proquest.com/#viewpdf?dispub=3621045.
Full textAbstract:
<p> In this dissertation I discern what Carl Jung calls the mandala image of the ultimate archetype of unity underlying and structuring cosmos and psyche by pointing out parallels between his transpersonal psychology and Stanford physicist Leonard Susskind's string theory. Despite his atheistic, materialistically reductionist interpretation of it, I demonstrate how Susskind's string theory of holographic information conservation at the event horizons of black holes, and the cosmic horizon of the universe, corroborates the following four topics about which Jung wrote: (1) his near-death experience of the cosmic horizon after a heart attack in 1944; ( 2) his equation relating psychic energy to mass, "Psyche=highest intensity in the smallest space" (1997, 162), which I translate into the equation, Psyche=Singularity; (3) his theory that the mandala, a circle or sphere with a central point, is the symbolic image of the ultimate archetype of unity through the union of opposites, which structures both cosmos and psyche, and which rises spontaneously from the collective unconscious to compensate a conscious mind torn by irreconcilable demands (1989, 334-335, 396-397); and (4) his theory of synchronicity. I argue that Susskind's inside-out black hole model of our Big Bang universe forms a geometrically perfect mandala: a central Singularity encompassed by a two-dimensional sphere which serves as a universal memory bank. Moreover, in precise fulfillment of Jung's theory, Susskind used that mandala to reconcile the notoriously incommensurable paradigms of general relativity and quantum mechanics, providing in the process a mathematically plausible explanation for Jung's near-death experience of his past, present, and future life simultaneously at the cosmic horizon. Finally, Susskind's theory also provides a plausible cosmological model to explain Jung's theory of synchronicity--meaningful coincidences may be tied together by strings at the cosmic horizon, from which they radiate inward as the holographic "movie" of our three-dimensional world.</p>
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Iyer, Venkatraman 1967. "Backside charging of CCDs." Diss., The University of Arizona, 1997. http://hdl.handle.net/10150/288934.
Full textAbstract:
Backside illuminated thinned CCDs have the highest response in the UV and blue spectral region. Their use in detectors is limited due to the instability of the CCD. A low temperature oxide nearly 30 Å thick is grown on the acid thinned backside to tie up dangling bonds. The oxide carries fixed positive charges that attract and trap photogenerated electrons. A permanent and stable backside charging procedure is necessary to create a negative bias that will drive electrons to the frontside collection wells. We have shown chemisorption charging to be a novel method to permanently charge CCDs. The catalytic nature of certain metals are exploited to chemisorb oxygen as negative atomic species at the metal/oxide interface. Charging is shown to occur by depositing a thin film 10 Å of platinum on the backside. No tunneling occurs because of the thick oxide. The Passivated Platinum Film (PPtF) which utilizes a hafnium oxide antireflection coating to passivate the platinum is an effective process, but it is sensitive to the environment and discharges quickly upon hydrogen exposure. A silver catalytic coating is shown to be far superior to other charging techniques. Silver irreversibly chemisorbs oxygen and hydrogen is not dissociatively adsorbed except at temperatures < 100°K. High quantum efficiencies have been recorded for the UV-blue ranges. A slight drop is seen at cold temperatures due to interaction of water with oxygen to form hydroxyl ions. No change in QE is seen upon exposure to hydrogen or during outgassing. Silver is also one of the most transparent metals and easily deposited by evaporation. We therefore have developed a charging process which is nearly ideal for CCD imaging.
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Gardner, Sara Lee. "The sun, moon and stars of the southern Levant at Gezer and Megiddo: Cultural astronomy in Chalcolithic/Early and Middle Bronze Ages." Diss., The University of Arizona, 2002. http://hdl.handle.net/10150/280233.
Full textAbstract:
Astronomical images are found on monumental structures and decorative art, and metaphorically in seasonal myths, and are documented by calendars. In Israel and the southern Levant, images of the sun, the moon, and the stars were common decorating motifs. They were found on walls, pottery, and seals and date to as early as the Chalcolithic period; for example, the wall painting of a star at Teleilat Ghassul (North 1961). This dissertation establishes that the people of the Levant were aware of the apparent movement of the sun, and this will be discussed in Chapter 4. They began recording through representation drawings, astronomical phenomena no later than the Chalcolithic/Early Bronze Age and continued to do so late into the Middle Bronze Age. The argument moves beyond the simple use of symbols to the use of images to represent constellations, with the focus on the constellation Leo in Chapter 5. Furthermore, the use of astronomy as a power and political tool is also suggested in Chapter 6. Nonetheless, the primary purpose that is addressed here is the tendency in Syro-Palestinian archaeology has been to attribute technological evidence found in the northern and southern Levant as diffused from Egypt or Assyria, particularly astronomy. This dissertation firmly establishes that astronomy was used in the southern Levant before any significant contact with the civilizations of Egypt or Assyria.
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Addison, Eric. "Gravitational Wave Astrophysics with Compact Binary Systems." DigitalCommons@USU, 2014. https://digitalcommons.usu.edu/etd/2166.
Full textAbstract:
In this dissertation, I present two studies in the field of gravitational wave astrophysics applied to compact binary systems. In the first project, I investigate simulated encounters between a binary system comprised of two stellar mass black holes with a galactic supermassive black hole. It is found that binaries disrupted by the supermassive black hole form extreme mass ratio inspirals (EMRIs), which would begin with very high eccentricity, e ≈ 1 − O(10−2), but circularize dramatically by the emission of gravitational wave radiation. At the time when the stable orbit turns over to a plunge orbit, the EMRIs still have some small residual eccentricity, e ≈ 0.05 on average, which is slightly larger than previous estimates. The surviving binaries are classified based on their final relation with the supermassive black hole. When inspecting the merger lifetime of the surviving binaries, a mean new merger lifetime of ˜ T = 0.8T0 is found. Factoring in this new lifetime with other relevant data, I calculate the merger rate of these systems in the range of the advanced Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory to be about 0.25 yr−1, which represents a small percentage of the current predicted CBC rates. In the second project I propose and explore a new method of estimating the radius of the accretion disc in cataclysmic variable binary systems though the use of coupled electromagnetic and gravitational wave observations. By identifying the angle of the hot spot formed by the impact of the accretion stream with the disc, φHS, the radius of the disc can be recovered. I test the proposed method against fully simulated lightcurve output, as well as the true observed AM CVn lightcurve. In both cases, I find our method capable of estimating the disc radius to high precision. I calculate a disc radius of ˆRD/a ≈ 0.476°”0.025 for the fully simulated data and ˆRD/a ≈ 0.481 °” 0.05 for the true lightcurve data. These estimates agree with the accepted value of RD = 0.478a within the uncertainties, and differ from the accepted value by 0.4% and 0.6%, respectively. Because this method does not rely on eclipses, it will be applicable to a much broader population of binaries.
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Tatum, Brian Shane. "Rearranging an Infinite Universe: Literary Misprision and Manipulations of Space and Time, 1750-1850." Thesis, University of North Texas, 2018. https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc1404533/.
Full textAbstract:
This project explores the intersection of literature and science from the mid-eighteenth century to the mid-nineteenth century in the context of this shift in conceptions of space and time. Confronted with the rapid and immense expansion of space and time, eighteenth and nineteenth-century philosophers and authors sought to locate humans' relative position in the vast void. Furthermore, their attempts to spatially and temporally map the universe led to changes in perceptions of the relationship between the exterior world and the interior self. In this dissertation I focus on a few important textual monuments that serve as landmarks on this journey. During the eighteenth and nineteenth centuries, the intersection of literary and scientific texts transformed perceptions of space and time. These transformations then led to further advancements in the way scientific knowledge was articulated. Imagination became central to scientific writing at the same time it came to dominate literary writing. My project explores these intersecting influences among literature, astronomy, cosmology, and geology, on the perceptions of expanding space and time.
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de, Naurois Mathieu. "L'astronomie gamma de très haute énergie de H.E.S.S. à CTA. Ouverture d'une nouvelle fenêtre astronomique sur l'Univers non thermique." Habilitation à diriger des recherches, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00687872.
Full textAbstract:
Les dix dernières années ont été marquées par l'arrivée à maturité de la technique d'imagerie Cherenkov atmosphérique, ce qui a permis, notamment grâce au réseau de télescopes HESS, l'ouverture d'une nouvelle fenêtre sur l'Univers non thermique. Ce mémoire d'habilitation retrace dix années de recherche en Astronomie Gamma de Très Haute énergie avec HESS puis CTA. Les aspects techniques tels que la conception de l'instrument, son calibrage, la reconstruction des événements et l'analyse de données sont présentées dans une première partie, tandis que la seconde brosse un panorama des grandes découvertes dans ce domaine.
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Lorenzoni, Silvio. "Star-forming galaxies in the epoch of reionization." Thesis, University of Oxford, 2012. http://ora.ox.ac.uk/objects/uuid:0ad7e1e3-cba3-4cef-9ccc-db3bb9278d02.
Full textAbstract:
This work presents a search for galaxies at 6.5 < z < 9.8 based on the Lyman-break technique, using the latest HST WFC3 near-infrared data covering ∼ 150 arcmin^2 of the GOODS-South field. With these data, it is possible to find sufficient z ≈ 7−9 galaxies to fit both φ∗ and M∗ of the UV Schechter luminosity function. There is evidence for evolution in this luminosity function from z = 6−7 to z = 8−9, in the sense that there are fewer UV-bright galaxies at z ≈ 8 − 9, consistent with an evolution mainly in M∗. The candidate z ≈ 7 − 9 galaxies detected have insufficient ionizing flux to reionize the Universe, and it is probable that galaxies below our detection limit provide a significant UV contribution. The faint-end slope, α, is not well constrained. Adopting a similar faint-end slope to that determined at z = 3 − 6 (α = −1.7), and a Salpeter initial mass function, reionization could be achieved at z ≈ 7 for an escape fraction of ionizing photons fesc = 0.5 integrating the luminosity function down to M_UV= −15, while at z ≈ 8, for the same fesc, the ionizing photon budget still falls short even integrating down to M_UV = −8. A steeper faint end slope or a low-metallicity population (or a top-heavy IMF) might still provide sufficient photons for star-forming galaxies to reionize the Universe, but confirmation of this might have to await the James Webb Space Telescope.
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Pety, Jérôme. "Caractériser le milieu interstellaire : un clé pour comprendre l'Univers." Habilitation à diriger des recherches, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00726959.
Full textAbstract:
Qu'ont en commun la détection de carbone atomique à un redshift de 4, la cartographie à 1" de résolution de l'émission 12CO(1-0) de la galaxie du tourbillon (M51), l'étude des avant-plans galactiques de Planck, et l'étude de la cinématique du disque et du flot moléculaire de la proto-étoile HH30 ? Au-delà du fait qu'elles sont réalisées dans le domaine (sub-)millimétrique, ces observations sont liées aux processus physiques et chimiques du milieu interstellaire. Caractériser ces processus permet de comprendre les objets les plus divers de l'univers, des plus proches au plus lointains, des plus petits au plus grands. Je décris ici une décennie de travail consacrée à la compréhension du milieu interstellaire. Je commence par présenter deux des approches scientifiques que j'ai prises. La première concerne la caractérisition d'une des transitions les moins bien comprises du gaz dans son chemin vers la formation des étoiles, à savoir la transition HI vers H2.Je montre comment l'interprétation de l'émission 12CO(1-0) pointe tout autant vers le milieu dense et froid que vers le milieu diffus et tiède. Dans un 2ème temps, je décris la nécessité et la mise en place d'une référence observationnelle (la chevelure de la nébuleuse de la Tête de Cheval) pour les modéles photochimiques, eux-mêmes utilisés dans tous les contextes évoqués ci-dessus. La décennie qui vient sera aussi féconde grâce à plusieurs événements. Tout d'abord, la communauté qui étudie le milieu interstellaire se structure rapidement autour de grands projets. A mon niveau, je suis porteur du contrat ANR << Structure and CHemistry of the Inter-Stellar Medium >> (SCHISM) qui réunit observateurs, numériciens et théoréticiens de l'IRAM et de l'Observatoire de Paris. Par ailleurs, l'instrumentation radio fait des progrès spectaculaires qui vont déboucher sur la spectro-imagerie grand champ à haute résolution angulaire et spectrale. L'IRAM a un rôle prépondérant dans cette aventure et j'y contribue au niveau logiciel et algorithmique. Enfin, je participe à la maturation des nouveaux instruments comme les caméras grand-champs pour les antennes uniques et les projets ALMA et NOEMA en interférométrie (sub-)millimétrique. La conjonction de ces facteurs contribuera à percer à jour l'origine des galaxies, des étoiles, des systèmes planétaires et des molécules prébiotiques.
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Pasek, Michael. "Application des méthodes du chaos quantique aux oscillations d'étoiles en rotation rapide." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00997861.
Full textAbstract:
L'astérosismologie a pour but de déduire les propriétés internes des étoiles à partir de l'analyse de leurs fréquences d'oscillation. Cette analyse peut-être grandement facilitée par des informations a priori sur la structure du spectre d'oscillation, telles que celles que l'on peut obtenir par une formule asymptotique. Jusqu'à maintenant, une telle formule asymptotique n'était disponible que pour les étoiles à symétrie sphérique. Or pour une étoile en rotation rapide, la force centrifuge aplatit l'étoile, et la formule asymptotique n'est plus valable. Pourtant, les étoiles pulsantes en rotation rapide sont communes parmi les étoiles massives et de masse intermédiaire de la séquence principale, et un grand nombre d'entre elles sont observées par les missions spatiales dédiées à l'astérosismologie comme CoRoT et Kepler. Dans le cas des modes d'oscillation de pression, la limite asymptotique des rayons acoustiques peut-être décrite par un système dynamique Hamiltonien. Ce système passe, lorsque l'on augmente la vitesse de rotation d'un modèle d'étoile, d'un système intégrable à un système mixte, ou des régions stables et chaotiques coexistent dans l'espace des phases. Dans cette thèse, nous montrons comment obtenir des formules semi-analytiques prédisant des espacements réguliers de fréquences dans le spectre des modes de pression d'étoiles en rotation rapide, en utilisant la théorie des rayons ainsi que les méthodes du chaos quantique. Ces formules relient les espacements réguliers de fréquences d'oscillations aux quantités physiques internes des étoiles, ce qui fournit un nouvel outil théorique pour l'astérosismologie des étoiles en rotation rapide.
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Vaillant, Jérôme. "Mesure du tilt atmosphérique à partir de sa variation chromatique pour l'étoile laser polychromatique." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01025615.
Full textAbstract:
L'utilisation de grands télescopes rend de plus en plus nécessaire l'emploi de l'optique adaptative qui permet de corriger l'effet de la turbulence atmosphérique. Toutefois cette technique est limitée par le nombre de sources de référence. L'étoile laser permet de pallier ce manque en créant artificiellement une source lumineuse, que l'on peut placer à volonté sur la voûte céleste, au-dessus des couches turbulentes. Or, par cette technique, on ne mesure que les déformations des images mais pas leur déplacement qui est pourtant l'effet le plus important. L'étoile laser polychromatique propose de le corriger également, à partir de la différence chromatique du tilt atmosphérique. Cette mesure différentielle nécessite une grande précision et sa faisabilité n'avait pas encore été démontrée. Pour cela, j'ai conçu et réalisé une expérience dénommée MaTilD (Manipulation de Tilt Différentiel). Le signal à mesurer étant très faible, j'ai développé deux traitements distincts : i) l'estimation des angles d'arrivée par mesure du centre de gravité des images, ii) l'estimation du tilt de la surface d'onde par ajustement d'un modèle sur les images. Le premier traitement m'a permis de mettre en évidence l'existence du chromatisme du tilt. Mais la précision obtenue est inférieure à ce que prédit l'étude théorique que j'en ai faite. Le but du second algorithme est donc d'améliorer cette précision en s'affranchissant d'une partie des limitations de la mesure du centre de gravité : fenêtrage, chevauchement des images, sensibilité élevée au bruit, ... On est alors dans le cadre général de la minimisation de fonctions non-linéaires dans un espace multidimensionnel (typiquement plusieurs dizaines de paramètres). J'ai contribué au développement et aux tests d'une méthode permettant de réduire significativement le nombre de dimensions de cet espace.
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Deane, Roger Paul. "The gravitationally lensed galaxy IRAS FSC10214+4724." Thesis, University of Oxford, 2013. http://ora.ox.ac.uk/objects/uuid:0ccb658f-733d-4e64-a0eb-e154cef6b1c2.
Full textAbstract:
We present a multi-wavelength analysis of IRAS FSC10214+4724 from radio to X-ray wavelengths. This is a gravitationally lensed galaxy at a redshift z=2.3 (3 Gyr after the Big Bang) which hosts prodigious star formation as well as an obscured active nucleus. We derive a new lens model for the system employing a Bayesian Markov Chain Monte Carlo algorithm with extended-source, forward ray-tracing. An array of spatially resolved maps (radio, millimetre, near-infrared, optical) trace different physical components which enables a high resolution, multi-wavelength view of a high-redshift galaxy beyond the capabilities of current telescopes. The spatially-resolved molecular gas total intensity and velocity maps reveal a reasonably ordered system, however there is evidence for minor merger activity. We show evidence for an extended, low-excitation gas reservoir that either contains roughly half the total gas mass or has a different CO-to-H_2 conversion ratio. Very Long Baseline Interferometry (VLBI) is used to detect what we argue to be the obscured active nucleus with an effective angular resolution of <50 pc at z=2.3. The source plane inversion places the VLBI detection to within milli-arcseconds of the modeled cusp caustic, resulting in a very large magnification (mu > 70) which is over an order of magnitude larger than the derived co magnification. This implies an equivalent magnification difference between the starburst and AGN components, yielding significant distortion to the global continuum spectral energy distribution (SED). A primary result of this work is therefore the demonstration that emission regions of differing size and position within a galaxy can experience significantly different magnification factors (> 1 dex) and therefore distort our view of high-redshift, gravitationally lensed sources. This not only raises caution against unsophisticated uses of IRAS FSC10214+4724 as an archetype high-redshift Ultra-Luminous Infra-Red Galaxy (ULIRG), but also against statistical deductions based on samples of strong lenses with poorly constrained lens models and spatially-unresolved detections. Analogous to the continuum SED distortion quantified in this thesis, we predict a distortion of the CO spectral line energy distribution of IRAS FSC10214+4724 where higher order J lines, that are increasingly excited by the AGN and shock heating from the central starburst, will be preferentially lensed owing to their smaller solid angles and closer proximity to the AGN, and therefore the cusp of the caustic. This distortion is predicted to affect many high redshift lenses and will be tested most synergistically by the Jansky Very Large Array (JVLA) and the Atacama Large Millimetre Telescope (ALMA).
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Doolin, Samuel. "The dynamics, stability and manifestation of circumbinary orbits." Thesis, University of Oxford, 2012. http://ora.ox.ac.uk/objects/uuid:e820507f-5cd6-49a1-a5f7-8199c1236544.
Full textAbstract:
I numerically investigate the dynamics of orbits in 3D circumbinary phase-space as a function of binary eccentricity and mass fraction. I find that inclined circumbinary orbits in the elliptically-restricted three-body problem display a nodal libration mechanism in the longitude of the ascending node and in the inclination to the plane of the binary. I analyse and quantify the behaviour of these orbits and investigate their stability over time. This work is the first dynamically aware analysis of the stability of circumbinary orbits across both binary mass fraction and binary eccentricity. This work also has implications for exoplanetary astronomy in the existence and determination of stable orbits around binary systems. I also present an examination of the so-called radio ruff around the microquasar SS433, which I show to precess on a timescale of approximately 550 days. The observed precession in the projected angle of the ruff on the sky may be explained if the ruff feature arises from an inclined circumbinary excretion disk. In addition, I describe a pilot study in the near-infrared waveband in search of circumbinary material around other microquasars.
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Gambino, Nadia. "Investigation of laser generated plasmas for astrophysical applications." Thesis, Universita' degli Studi di Catania, 2011. http://hdl.handle.net/10761/343.
Full textAbstract:
ES-Electron Screening is a key parameter for proper understanding of several astrophysical processes, from stellar evolution to spectacular events like supernova explosions. The aim of this work is try to reproduce in laboratory plasmas of astrophysical interest via the laser ablation technique for the study of fusions rates in plasmas to better understand the ES effects. While ES has an explicit dependence on the ratio between the electron density and the electron temperature, the fusion reaction rate depends both on the plasma density and from the ion temperature. In a laser irradiance regime of 10^10-10^12 W/cm2 the produced plasmas ion temperatures are on the order of 100eV à à à ¢ 300eV, high enough to ensure a not negligible number of fusion events, and at the same time, electron temperatures which are on the order of few eV s are low enough to provide to a strong influence of ES. This confers to LPP the unique peculiarity to be employed for fusion reaction rates measurements in a low energy domain. Moreover, this domain is up to now unexplored and could open new field of scientific interest in nuclear-astrophysics. In this energy regime also multiple interacting laser plasmas, can be employed for the same purposes. For example, two colliding plasmas generate, inside their interaction zone, a high rate collision particles layer, where they stagnate for several hundreds of nanosecond forming in this way a third plasma composed by cold electrons with electron temperatures on the order of few that can result very useful to study the ES.
On these purposes, a new experimental apparatus at the LNS-INFN of Catania was built. The apparatus was constructed in order to realize measurements with single expanding and colliding plasmas. Most of the results obtained during the last three years concern the characterization, in terms of density, temperature and temporal dynamic, of single and double expanding plasma plumes. Single plasma expansion was investigated in vacuum and in a background gas; measurements realized in at high fluence on metal Al targets permitted us to observe other than the classical hydrodynamic expansion of the plasma, some non linear processes driven by the formation of Double or Multy-layers, leading to plasma multifragmentation and complicates its temporal dynamic. Such effect has been never profoundly investigated in a low-laser energy regime up to now. Plume dynamic was nearby studied with numerical simulations, by using the Anisimov model. By numerical improvements to the code it is able to well reproduce the experimental observed plume expansion. Plasma collision was realized at the DCU-Dublin City University. We observed and characterized other than colliding plasmas produced from thick Al targets also colliding plumes generated from thin Al foils of 2à à à à ¼m of thickness. In this case a peculiar plasma dynamic was observed: most of the plasma expands forward and a slow backward plasma dynamic is observed on the rear side of the foil. The peculiar characteristics of the back-plasma, composed mostly by neutral atoms and electrons could results useful to study ES.
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Eyring, Nicholas J. "Development and Validation of an Automated Directivity Acquisition System Used in the Acquisition, Processing, and Presentation of the Acoustic Far-Field Directivity of Musical Instruments in an Anechoic Space." BYU ScholarsArchive, 2013. https://scholarsarchive.byu.edu/etd/4004.
Full textAbstract:
A high spatial resolution acoustic directivity acquisition system (ADAS) has been developed to acquire anechoic measurements of the far field radiation of musical instruments that are either remote controlled or played by musicians. Building upon work performed by the BYU Acoustic Research Group in the characterization of loudspeaker directivity, one can rotate a musical instrument with sequential azimuthal angle increments under a fixed semicircular array of microphones while recording repeated notes or sequences of notes. This results in highly detailed and instructive directivity data presented in the form of high-resolution balloon plots. The directivity data and corresponding balloon plots may be shown to vary as functions of time or frequency. This thesis outlines the development of a prototype ADAS and its application to different sources including loudspeakers, a concert grand piano, trombone, flute, and violin. The development of a method of compensating for variations in the played amplitude at subsequent measurement positions using a near-field reference microphone and Frequency Response Functions (FRF) is presented along with the results of its experimental validation. This validation involves a loudspeaker, with known directivity, to simulate a live musician. It radiates both idealized signals and anechoic recordings of musical instruments with random variations in amplitude. The concept of coherence balloon maps and surface averaged coherence are introduced as tools to establish directivity confidence. The method of creating composite directivities for musical instruments is also introduced. A composite directivity comes from combining the directivities of all played partials to approximate what the equivalent directivity from a musical instrument would be if full spectral excitation could be used. The composite directivities are derived from an iterative averaging process that uses coherence as an inclusion criterion. Sample directivity results and discussions of experimental considerations of the piano, trombone, flute, and violin are presented. The research conducted is preliminary and will be further developed by future students to expand and refine the methods presented here.
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Girard, Julien N. "Développement de la Super Station LOFAR & observations planétaires avec LOFAR." Phd thesis, Observatoire de Paris, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00835834.
Full textAbstract:
Les développements techniques récents en radioastronomie au sol ont permis l'émergence de nombreux nouveaux projets. LOFAR (le "LOw Frequency ARray") est un interféromètre de réseaux phasés comptant parmi ces nouveaux radiotélescopes géants. Son architecture distribuée à travers l'Europe comprend plusieurs milliers d'éléments regroupés en "stations". Il permet d'étudier l'Univers dans la fenêtre radio ~20-250 MHz, inexplorée avec une très haute sensibilité et de très hautes résolutions angulaire, temporelle et spectrale. La station LOFAR de Nançay a permis à la communauté française de participer aux projets scientifiques "clefs" de LOFAR. Elle a également suscité un développement instrumental original visant à augmenter significativement les performances de LOFAR aux basses fréquences (≤80 MHz) en formant un nouveau réseau géant d'antennes sensibles: la "Super Station LOFAR" (LSS). Le premier volet de cette thèse présente les études de conception et de réalisation d'un démonstrateur pour la LSS à trois échelles: l'antenne élémentaire, le "mini-réseau" d'une vingtaine d'antennes et la distribution globale de 96 mini-réseaux à Nançay. Ce projet est conçu pour être totalement compatible avec le réseau LOFAR et étendre ses performances (en particulier pour ses objectifs (exo)planétaires), et pour constituer un nouvel instrument sensible et autonome à Nançay. Le second volet porte sur le développement d'un mode d'imagerie planétaire avec l'interféromètre LOFAR et son application à l'étude du rayonnement synchrotron des ceintures de radiation de Jupiter. Ce mode a rendu possible la formation des toutes premières images planétaires résolues dans la bande 127 - 172 MHz.
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Musgraves, J. David. "Maskless Projection Lithography." Scholarship @ Claremont, 2003. http://scholarship.claremont.edu/pomona_theses/17.
Full textAbstract:
Photolithography is a key element of the modem integrated circuit process. It is photolithography, combined with metal deposition, that allows a three dimensional circuit to be built up on a two dimensional surface. Since it is such an important part of the semiconductor manufacturing industry, a massive base of research in this area already exists. The problem with this pre-existing research is that it is geared solely toward industrial purposes, as opposed to more academic research areas. The goal of my research is to move this industrial process into the academic setting of Pomom College.
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Copin, Yannick. "Spectro-photométrie à champ intégral dans le cadre du projet " The Nearby Supernova Factory "." Habilitation à diriger des recherches, Université Claude Bernard - Lyon I, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00855585.
Full textAbstract:
La spectrographie à champ intégral est une technique d'observation astronomique puissante permettant d'acquérir des informations spectrales en tout point d'une zone du ciel. Longtemps cantonnée, du fait du traitement spécifique qu'elle requiert, à des niches instrumentales, elle est maintenant disponible sur tous les grands télescopes. Naturellement, cette spectrographie dite " 3D " a d'abord été utilisée pour l'étude de sources étendues, essentiellement extra-galactiques. Elle a néanmoins de nombreux avantages pour l'observation de sources ponctuelles : qualité photométrique, soustraction du fond structuré, facilité d'acquisition, etc. J'ai ainsi contribué au développement à Lyon du " SuperNova Integral Field Spectrograph " (SNIFS), le premier et unique spectrographe à champ intégral dédié à l'observation spectro-photométrique des supernovæ proches. Dans la tradition des précédentes réalisations de l'Observatoire de Lyon, cet instrument est un spectrographe 3D à trame de micro-lentilles (15 × 15), offrant une couverture spectrale étendue (3200-10 000 Å) avec une résolution modérée ( R~2000) sur un champ de vue restreint (6,4 × 6,4 arcsec²). Même si la technologie mise en oeuvre est maintenant relativement classique, les ambitions en terme de précision spectro-photométrique sont élevées. Responsable de la production des données SNIFS, j'ai mis en place toute la chaîne automatisée de réduction et d'étalonnage s'appuyant sur une compréhension fine des détecteurs (non-linéarité aux bas flux, lumière diffuse), de l'instrument (extraction optimale, étalonnage spectro-spatial, etc.) et de l'atmosphère (spectro-photométrie de PSF, transmission atmosphérique, étalonnage en flux, etc.), pour des performances finales conformes aux exigences scientifiques. SNIFS constitue le coeur du projet " The Nearby Supernova Factory " (SNfactory), une collaboration internationale visant à étudier des supernovæ thermonucléaires (dites de type Ia, SNe Ia) proches (z < 0,1). Ces chandelles standards de portée cosmologique sont à l'origine de la découverte de l'expansion accélérée de l'Univers, et doivent maintenant permettre de préciser la nature de la mystérieuse " énergie noire " qui en serait la cause. Cependant, de nombreux aspects pratiques restent à étudier pour obtenir des contraintes cosmologiques fortes et indiscutables : quelle est la luminosité et la couleur intrinsèque des SNe Ia ? Existe-t-il différentes sous-catégories, et comment les identifier ? Quelle est la nature du progéniteur ? La collaboration SNfactory a acquis, depuis l'installation de SNIFS en 2004 sur le télescope de 2,2 m de l'Université d'Hawaï, plus de 200 séries temporelles de SNe Ia proches, totalisant plus de 3000 spectres étalonnés en flux avec une précision de 2-3 % selon les conditions atmosphériques. Cet échantillon unique, sans équivalent dans le reste du monde, nous permet de mieux comprendre la physique de ces objets (p.ex. existence de SNe dites " super-Chandraskhar "), de mettre en place de meilleures méthodes de standardisation (en particulier par l'étude des caractéristiques spectrales), de réduire les erreurs systématiques tant observationnelles que méthodologiques, d'étudier la relation entre les SNe et leur environnement galactique (propriétés globales ou locales), etc. Le projet SNfactory est illustratif des développements récents de la cosmologie observationnelle, entrée depuis 15 ans dans le domaine des mesures de précision. Après les expérimentations de découverte et de confirmation, de nombreux projets en préparation doivent permettre d'aborder la 3e phase, celle des observations de masse. Deux collaborations dominent les perspectives à 10 ans dans ce domaine : le Large Synoptic Survey Telescope et Euclid. L'expertise acquise dans la gestion d'un projet intermédiaire tel que SNfactory me permettra d'y contribuer efficacement.
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Montagnier, Guillaume. "Recherche de compagnons de faible masse par optique adaptative." Phd thesis, Grenoble 1, 2008. http://www.theses.fr/2008GRE10289.
Full textAbstract:
Au cours de cette dernière décennie, le domaine de la recherche et l'étude de compagnons froids autour des étoiles du voisinage solaire s'est beaucoup accéléré. L'étude des compagnons stellaires de faible masse et des compagnons naines brunes apportent d'importantes contraintes sur la compréhension de la formation stellaire. L'étude des systèmes planétaires, quant à elle, permet de comprendre la for-mation de notre propre système solaire. Jusqu'à présent, la technique des vitesses radiales a permis de découvrir la plupart des nouveaux systèmes. Il s'agit d'une méthode indirecte qui ne permet pas l'analyse des photons du compagnon froid. La prochaine étape consiste à analyser directement les photons de compagnons. Pour ce faire, de nombreux projets d'instruments imageurs à haut contraste ont vu le jour récemment. Cette thèse s'inscrit dans la préparation scientifique et le développement de l'un de ces projets: l'instrument SPHERE qui sera installé au Very Large Telescope au Chili en 2012. Dans une première partie, je présente les questions astrophysiques qui motivent la recherche de compagnons d'étoiles ainsi que les deux techniques observationnelles que j'ai utilisé au cours de ma thèse: l'imagerie à haut contraste et la technique des vitesses radiales. Un état des lieux de la recherche des compagnons planétaires, naines brunes et stellaires est également fait. Dans la deuxième partie, je développe les techniques observationnelles ainsi que l'analyse de donnés utilisées. La troisième partie présente une étude sur le désert des naines brunes autour d'étoiles de type solaires sélectionnées dans un échantillon d'étoiles à dérives en vitesses radiales. La quatrième partie développe un travail observationnel qui consiste à essayer de détecter les compagnons planétaires ou naines brunes autour de naines rouges. La dernière partie est consacrée à la présentation de l'instru-ment SPHERE et à ma contribution personnelle à l'étude de cet instrument<br>Ln the last decade, the field of the search and study of cold companions around solar neighborhood stars has greatly improved. The study of low mass stellar compani?ns and brown dwarf companions brings important constraints in the unclerstanding of stellar formation. The study of planetary sys¬tems allows us to understand the formation of our own solar system. Up to now, most systems were cliscovered with the radial velocities technique. This technique is an indirect method that prevents from analysing the photons of a cold companion. The next step consists in detecting and analysing the photons of such companions. Many projects of high contrast imaging instruments have been re¬cently cleveloped in orcier to fulfil this task. This thesis was inspired by the scientific preparation and the development of such a project : the SPHERE instrument that will be installed at the Very Large Telescope in Chile in 2012. Ln the first part, 1 introduce the astrophysical questions that motivate the search for star companions and de scribe the two observation techniques that 1 used during my PhD : high contrast imaging and radial velocities techniques. A state of art about the status of the search for low mass stellar compa¬nions, brown clwarf companions and planetary companions is also done. Ln the second part, 1 clescribe the observation, data reduction and analysis techniques 1 used. The third part presents a study on the brown dwarf desert around around solar type stars that were selected from a sample of stars with radial velocity drift. Ln the fourth part, 1 clevelop an observation work that consists in detecting the planetary or brown dwarf companions around red dwarfs. The last part is devoted to the description of the SPHERE instrument and to my own contribution into this instrumental project
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Montagnier, Guillaume. "Recherche de compagnons de faible masse par Optique Adaptative." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00714874.
Full textAbstract:
Au cours de cette dernière décennie, le domaine de la recherche et l'étude de compagnons froids autour des étoiles du voisinage solaire s'est beaucoup accéléré. L'étude des compagnons stellaires de faible masse et des compagnons naines brunes apportent d'importantes contraintes sur la compréhension de la formation stellaire. L'étude des systèmes planétaires, quant à elle, permet de comprendre la formation de notre propre système solaire. Jusqu'à présent, la technique des vitesses radiales a permis de découvrir la plupart des nouveaux systèmes. Il s'agit d'une méthode indirecte qui ne permet pas l'analyse des photons du compagnon froid. La prochaine étape consiste à analyser directement les photons de compagnons. Pour ce faire, de nombreux projets d'instruments imageurs à haut contraste ont vu le jour récemment. Cette thèse s'inscrit dans la préparation scientifique et le développement de l'un de ces projets: l'instrument SPHERE qui sera installé au Very Large Telescope au Chili en 2012. Dans une première partie, je présente les questions astrophysiques qui motivent la recherche de compagnons d'étoiles ainsi que les deux techniques observationnelles que j'ai utilisé au cours de ma thèse: l'imagerie à haut contraste et la technique des vitesses radiales. Un état des lieux de la recherche des compagnons planétaires, naines brunes et stellaires est également fait. Dans la deuxième partie, je développe les techniques observationnelles ainsi que l'analyse de donnés utilisées. La troisième partie présente une étude sur le désert des naines brunes autour d'étoiles de type solaires sélectionnées dans un échantillon d'étoiles à dérives en vitesses radiales. La quatrième partie développe un travail observationnel qui consiste à essayer de détecter les compagnons planétaires ou naines brunes autour de naines rouges. La dernière partie est consacrée à la présentation de l'instrument SPHERE et à ma contribution personnelle à l'étude de cet instrument.
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Tatischeff, Vincent. "Quelques perspectives en astrophysique nucléaire des phénomènes non thermiques." Habilitation à diriger des recherches, Université Paris Sud - Paris XI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00795991.
Full textAbstract:
A côté des processus de réactions thermonucléaires à l'œuvre dans les étoiles, ainsi que dans l'Univers primordial, les études de réactions nucléaires non thermiques induites par des particules accélérées dans divers sites astrophysiques occupent une place grandissante dans les préoccupations de l'astrophysique nucléaire. Des populations d'ions et d'électrons accélérés sont vraisemblablement produites dans de nombreux objets astrophysiques : à la surface du soleil et de toutes les étoiles de type solaire, à la limite de l'héliosphère, dans les vents soufflés par les étoiles massives, dans les ondes de choc générées par les explosions stellaires, au voisinage d'étoiles à neutrons et de trous noirs accrétant de la matière, dans les amas de galaxies etc. Les divers phénomènes non thermiques induits par ces particules peuvent nous fournir des informations de grande valeur pour comprendre la physique de ces objets. Ils nous renseignent également sur certaines propriétés du milieu interstellaire de notre galaxie, ou encore sur les conditions dans lesquelles le système solaire s'est formé. Ce mémoire discute en particulier de l'accélération de particules dans les ondes de choc des explosions stellaires, des phénomènes nucléaires associés aux éruptions des étoiles, dont le soleil, de certains effets des rayons cosmiques non relativistes sur le milieu interstellaire, ainsi que de l'origine des radioactivités de courte période dans le système solaire primitif.
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Clayborne, Peneé Armaize. "Silicon Oxide Nanoparticles Reveal the Origin of Silicate Grains in Circumstellar Environments." VCU Scholars Compass, 2006. http://scholarscompass.vcu.edu/etd/1213.
Full textAbstract:
The processes leading to the widespread presence of crystalline silicates throughout the galaxy and the origin of silicon nanoparticles thought to be responsible for the observed extended red emission in diffuse galactic background are still far from being understood. One of the most abundant oxygen bearing species in molecular astronomical regions is SiO. It has been conjectured that silicate formation probably proceeds via the agglomeration of these molecular species; however there are no studies to reveal the microscopic mechanism. We have used a synergistic approach combining experiments in molecular beams and first principles theoretical calculation to demonstrate that the passage from SiO to Si02 proceeds via gradual oxygen enrichment of SinOm clusters and that the smallest cascade involves Si203, S304, Si405, Si506 as the intermediate products. We also demonstrate that as the SiO molecules cluster together, the chemistry drives the agglomerates towards configurations such that the central core are pure Sin clusters while the outer shell are SiO2 molecules. The gap between the highest occupied molecular orbital and the lowest unoccupied molecular orbital range from 0.84 to 3.84 eV and hence can contribute to the observed extended red emission and blue luminescence. The findings are of general interest in Astrophysics but are also critical to a fundamental understanding of the interstellar extinction.
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Cousin, Agnès. "LIBS (Laser-Induced Breakdown Spectroscopy) pour l'observation martienne." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00717266.
Full textAbstract:
ChemCam est à bord de la mission Mars Science Laboratory (MSL) qui a décollé pour Mars le 26 novembre 2011. Cet instrument est très innovant car c'est la première fois que la technique du LIBS ("Laser-Induced Breakdown Spectroscopy") est utilisée pour l'exploration planétaire, afin d'étudier la géochimie des sols et roches à la surface de la planète rouge. Cette technique permet de déterminer la composition chimique de la cible analysée, en focalisant un laser à sa surface. Un plasma se créé alors par échauffement de la matière. L'analyse spectrale de la lumière émise du plasma permet d'identifier les éléments présents dans la roche, ainsi que leur concentration. Ce travail de thèse contribue à la préparation du retour scientifique de la mission MSL et de l'instrument ChemCam autour de quatre axes principaux : (i) identification et caractérisation des raies spectrales pertinentes, (ii) test des méthodes de classification des roches avec ces mesures, (iii) étude de la sensibilité aux vernis d'altération des roches ou à la couche de poussière, (iv) analyse des données pour extraire des informations sur la structure et la composition des roches. Une station sol a été développée afin d'imiter les conditions atmosphériques à la surface de Mars. Une bibliothèque de raies élémentaires a été réalisée. Cette dernière est spécifique à ChemCam et à la géochimie de Mars, et contient plus de 1300 raies. La classification des roches est efficace, quelque soit le type de cible. Les différents paramètres (distance, traitement des données, ..) pouvant influencer ces classifications ont également été caractérisés. ChemCam permet de réaliser des analyses quantitatives, que ce soit par des méthodes statistiques ou plus conventionnelles. Nous avons montré que cet instrument est capable d'analyser aussi-bien la couche d'altération d'un basalte que la roche saine au dessous. Il permet également d'effectuer des analyses très fines, comme la comparaison de différentes matrices de roches volcaniques, ou encore de la structure interne des argiles. Pour finir, ces études expérimentales réalisées durant la thèse ont démontré que ChemCam répondait à toutes les spécifications imposées au début de sa conception.
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Lamblin, Jacob. "XENON100 et MIMAC, des détecteurs à la recherche de matière noire." Habilitation à diriger des recherches, Université de Grenoble, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00845580.
Full textAbstract:
Le document présente la problématique de la détection directe de matière noire dans le cadre des expériences XENON100 et MIMAC. Après une introduction générale sur la matière noire et sur les signaux attendus dans un détecteur terrestre, les deux projets sont passés en revue en se concentrant sur les aspects expérimentaux. L'accent est mis particulièrement sur la caractérisation des performances des détecteurs et sur les bruits de fonds associés.
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Le, Tiec Alexandre. "Coalescence de trous noirs en relativité générale & Le problème de la matière noire en astrophysique." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00521645.
Full textAbstract:
La première partie de cette thèse s'inscrit dans le cadre de la modélisation des ondes gravitationnelles en provenance des systèmes binaires coalescents de trous noirs, dans la perspective de leur détection par les antennes gravitationnelles terrestres LIGO/VIRGO et spatiale LISA. Nous étudions la dynamique relativiste de tels systèmes binaires d'objets compacts à l'aide de deux méthodes d'approximation en relativité générale : les développements post-newtoniens, et le formalisme de la force propre, une extension naturelle de la théorie des perturbations d'un trou noir ; nous démontrons la cohérence des résultats ainsi obtenus dans leur domaine de validité commun. Dans un second temps, nous combinons ces deux méthodes perturbatives afin d'estimer l'effet de recul gravitationnel lors de la coalescence de deux trous noirs de Schwarzschild ; nos résultats sont en très bon accord avec ceux obtenus par des simulations en relativité numérique. La seconde partie de cette thèse traite du problème de la matière noire en astrophysique. L'hypothèse de la matière noire rend compte de nombreuses observations indépendantes de l'échelle des amas de galaxies jusqu'aux échelles cosmologiques. Les observations à l'échelle galactique sont toutefois en bien meilleur accord avec la phénoménologie de la dynamique newtonienne modifiée (MOND), qui postule une modification des lois de la gravité en l'absence de matière noire. Nous proposons une troisième alternative : conserver la théorie de la gravitation standard, mais doter la matière noire d'une propriété de polarisabilité dans un champ gravitationnel, de façon à rendre compte de la phénoménologie de MOND à l'échelle des galaxies.
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Zoubian, Julien, Jean-Paul Kneib, and Bruno Milliard. "Observations cosmologiques avec un télescope grand champ spatial: Simulations pixels du spectromètre sans fente d'EUCLID." Phd thesis, Aix-Marseille Université, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00741580.
Full textAbstract:
Les observations des supernovae, du fond diffus cosmologique, et plus récemment la mesure des oscillations acoustiques des baryons et des effets de lentilles gravitationnelles faibles, favorisent le modèle cosmologique Lambda CDM pour lequel l'expansion de l'Univers est actuellement en accélération. Ce modèle fait appel à deux composants insaisissables, la matière sombre et l'énergie sombre. Deux approches semblent particulièrement prometteuses pour sonder à la fois la géométrie de l'Univers et la croissance des structures de matière noire, l'analyse des distorsions faibles des galaxies lointaines par cisaillement gravitationnel et l'étude des oscillations acoustiques des baryons. Ces deux méthodes demandent de très grands relevés du ciel, de plusieurs milliers de degrés carrés, en imagerie et en spectroscopie. Dans le contexte du relevé spectroscopique de la mission spatiale EUCLID, dédiée à l'étude des composantes sombres de l'univers, j'ai réalisé des simulations pixels permettant l'analyse des performances instrumentales. La méthode proposée peut se résumer en trois étapes. La première étape est de simuler les observables, c'est à dire principalement les sources du ciel. Pour cela j'ai développé une nouvelle méthode, adapté à la spectroscopie, qui permet d'imiter un relevé existant, en s'assurant que la distribution des propriétés spectrales des galaxies soit représentative des observations actuelles, en particulier la distribution des raies d'émission. La seconde étape est de simuler l'instrument et de produire des images équivalentes aux images réelles attendues. En me basant sur le simulateur pixel du HST, j'ai développé un nouvel outil permettant de simuler les images en spectroscopie sans fente d'EUCLID. Le nouveau simulateur a la particularité de pouvoir simuler des PSF avec une distribution d'énergie variée et des détecteurs dont chaque pixel est différent. La dernière étape est l'estimation des performances de l'instrument. Encore en me basant sur les outils existant, j'ai mis en place un pipeline de traitement des images et de mesure de performances. Mes résultat principaux ont été : 1) de valider la méthode en simulant un relevé de galaxies existant, le relevé WISP, 2) de déterminer les tolérances sur la distribution d'énergie de la PSF du spectromètre sans fente d'EUCLID, 3) de déterminer les tolérances sur les propriétés de détecteurs proche infrarouge d'EUCLID.
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Murad, Mark Richard. "Radiation View Factors Between A Disk And The Interior Of A Class Of Axisymmetric Bodies Including Converging Diverging Rocket Nozzles." Cleveland State University / OhioLINK, 2008. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=csu1210962269.
Full text
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Nemec, Frantisek. "Ondes 'electromagn'etiques TBF observ'ees par DEMETER." Phd thesis, Université d'Orléans, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00689795.
Full textAbstract:
Les résultats basés sur les mesures d'ondes 'électromagnétiques effectuées par le satellite DEMETER sont présentés. Nous nous concentrons sur deux phénomènes différents : 1) les effets liés à l'activité sismique 2) les 'émissions avec des structures fréquentielles linéaires. 1) Nous présentons une étude statistique de l'intensité des ondes électromagnétiques observées à proximité des tremblements de terre. Nous montrons que pendant la nuit il y a une diminution statistiquement significative de l'intensité des ondes peu avant le choc principal. 2) Nous présentons une étude systématique des événements ayant des structures fréquentielles linéaires. Un ensemble d'événements statistiquement significatif a 'été obtenu en utilisant une procédure automatique ainsi qu'une inspection visuelle des données. Tous les événements sont entièrement analysés et classifiés. Dans la gamme EBF (ou toutes les six composantes électromagnétiques sont mesurées pendant le mode Burst), une analyse détaillée des ondes a été faite.
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Pickel, Damien. "Étude d'un déphaseur achromatique " damier " dans un interféromètre à frange noire pour la caractérisation future des planètes extrasolaires." Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00837512.
Full textAbstract:
La détection directe de planètes extrasolaires est nécessaire à leur caractérisation. Cependant, c'est une tâche difficile à cause de la faible séparation angulaire, et du fort contraste entre l'étoile et sa planète. L'interférométrie annulante est une solution possible, mais elle requiert l'utilisation d'un déphaseur achromatique. Cette thèse en étudie un nouveau, dit "damier de phase". Il s'agit de deux miroirs ou lames transparentes composés de plusieurs cellules, dont la position et le déphasage introduit est contraint par un modèle mathématique. Le principal effet est que pour un niveau d'atténuation donné, plus on augmente le nombre de cellules dans les damiers, et la plus la bande passante s'élargit, ce qui traduit un comportement quasi-achromatique. Un banc optique automatisé a été construit afin de mesurer l'atténuation produite par les damiers dans le visible. Les premiers résultats ont été obtenus avec des damiers fabriqués par photolithogravure sur une lame transparente, et une atténuation d'un facteur 500 a été mesurée avec un laser blanc. Les erreurs sur le déphasage des cellules sont le principal facteur de perte de performances. Or celles engendrées par la fabrication de ce type de damiers étant irréversibles, il a été choisi de travailler avec un miroir segmenté qui permet de les contrôler. Afin de synthétiser les damiers, le contrôle du déphasage effectif de chaque cellule est nécessaire et se fait au moyen de la strioscopie. Ainsi, on a pu mesurer le comportement des damiers en fonction de la longueur d'onde, et valider expérimentalement leur comportement quasi-achromatique des damiers.
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Puglia, Sebastiana Maria Regina. "The resonant cross sections of 10,11B(p,a) reactions at astrophysical energies: indirect measurements via the THM." Thesis, Universita' degli Studi di Catania, 2011. http://hdl.handle.net/10761/361.
Full textAbstract:
The study of the nucleosynthesis of the light elements, Lithium, Beryllium and Boron, plays a key role in understanding of several astrophysical problems related to cosmology as well as to stellar structure and evolution. Moreover, the knowledge of their abundances can be a precious tool for the investigation of the inner stellar structure, especially to understand the mixing processes in stellar plasma. These elements, LiBeB, are mainly destroyed in stellar interior through (p,alpha) reactions induced at temperature of the order of 106 K, corresponding to the Gamow energy EG of a few keV's. In this energy region the direct determination of the cross section for charged particle induced reactions is affected by the presence of the Coulomb barrier between the interacting nuclei, and by the electron screening effect. Thus, precise measurements of the cross section for such processes are very complex and sometimes not possible. In the thesis, is presented the study of the 10B(p,alpha)7Be and 11B(p,alpha)8Be reactions which are the main responsible for the Boron destruction in stellar environments. The study of these reactions has been performed by means of the indirect Trojan Horse Method, that allows to overcome the effects due to the presence of the Coulomb barrier and electron screening. The method provides the bare nucleus two-body astrophysical-factor in the energy region of interest for astrophysics, from the quasi-free (QF) contribution of a suitable three-body reaction. The approach allows to avoid the extrapolation, usually made on the direct measurements. The experimental procedure and the results regarding the extracted Sb(E)-factor are reported in the thesis, as well as the electron screening potential Ue determined by means of the comparison with direct data.<br>Lo studio della nucleo sintesi degli elementi leggeri, Litio, Berillio e Boro, svolge un ruolo fondamentale nella comprensione di alcuni problemi astrofisici legati sia alla cosmologia, che alla comprensione della struttura e dell'evoluzione stellare. Inoltre la conoscenza delle abbondanze di tali elementi puo' costituire un prezioso strumento nell'indagine della struttura interna stellare , in particolare nella comprensione dei processi di mixing che avvengono nel plasma stellare. Nelle stelle in fase quiescente, questi elementi,LiBeB, vengono distrutti principalmente attraverso reazioni (p, alpha) indotte alla temperatura dell'ordine di 106 K, corrispondente all'energia di Gamow EG di qualche keV.
In questa regione energetica la determinazione diretta della sezione d'urto per reazioni indotte da particelle cariche influenzata dalla presenza della barriera Coulombiana tra i nuclei interagenti, e dall'effetto di screening elettronico. Pertanto per questi processi le misure della sezione d'urto sono molto complesse e a volte non realizzabili.
Nella tesi,e' riportato lo studio delle reazioni 10B (p,alpha) 7Be e 11B(p,alpha)8BE che sono le principali reazioni nucleari responsabili della distruzione di Boro in ambiente stellare. Lo studio di queste reazioni e' stato eseguito attraverso il metodo indiretto del Trojan Horse (THM), che permette di superare gli effetti dovuti alla presenza della barriera colombiana e di screening elettronico. Tale metodo fornisce il fattore astrofisico di nucleo nudo Sb(E) nella regione energetica di interesse per l'astrofisica, dalla selezione del contributo quasi-libero (QF) di una opportuna reazione a tre corpi. L' approccio consente di evitare l'estrapolazioni, che di norma vengono usate nelle misure dirette. Nella tesi viene riportata in dettaglio, per entrambe le reazioni suddette, la procedura sperimentale e vengono inoltre mostrati i risultati ottenuti, sia del fattore astrofisico S b(E) che del potenziale di screening elettronico Ue.
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Favia, Andrej. "An inventory of student recollections of their past misconceptions as a tool for improved classroom astronomy instruction." Thesis, The University of Maine, 2014. http://pqdtopen.proquest.com/#viewpdf?dispub=3581942.
Full text
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Tristram, Matthieu. "De Archeops à Planck : analyse des anisotropies du fond diffus cosmologique." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011003.
Full textAbstract:
L'analyse des anisotropies du fond diffus cosmologique (CMB) en température et en polarisation permet de contraindre une grande partie des paramètres cosmologiques décrivant le modèle du Big-Bang et l'Univers primordial. Cette thèse s'articule autour des mesures de l'expérience embarquée en ballon Archeops et de la future mission satellite Planck dont Archeops est le prototype. <br />Après une description générale du modèle standard en cosmologie et de la physique du CMB, cette thèse aborde plus particulièrement le mécanisme de "reheating" qui, à la fin de l'inflation, permet le réchauffement de l'Univers et la formation de la matière. <br />La suite de ce travail présente les expériences Archeops et Planck et l'analyse de leurs données. Dans ce cadre, j'ai développé plusieurs méthodes permettant l'étude des signaux des rayons cosmiques, la mesure des temps de réponse des bolomètres ainsi que la prise en compte de l'asymétrie des lobes optiques. <br />L'étude des anisotropies passe par l'estimation des spectres de puissance en température et polarisation. Je présente une méthode rapide et non-biaisée donnant également une estimation analytique précise des barres d'erreur sans avoir recours aux simulations Monte-Carlo. Cette méthode a fourni la dernière estimation du spectre de puissance d'Archeops. <br />Enfin, la dernière partie traite de l'implication des résultats d'Archeops pour WMAP et Planck. Une analyse jointe Archeops-WMAP montre la cohérence des mesures CMB sur une large gamme de fréquences et la détection de l'effet Sunyaev-Zel'dovich. Par ailleurs, l'extrapolation des spectres polarisés des avant-plans galactiques mesurés par Archeops sert de référence pour Planck.
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Kern, Pierre. "Optique adaptative et grands télescopes." Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 1990. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00714946.
Full textAbstract:
Sévèrement limité par la turbulence atmosphérique, les grands télescopes au sol ne sont pas capables d'atteindre leur limite de résolution intrinsèque de manière directe. En fonctionnement normal, ils ne peuvent pas résoudre plus de détails, aux longueurs d'ondes du visible et du proche infrarouge qu'un télescope de quelques décimètres de diamètre. La technique d'optique adaptative décrite ici, offre l'avantage sur les autres techniques, d'un traitement du front d'onde avant la détection du signal. Lorsque la détection n'est pas limitée par le bruit propre du signal incident ce traitement permet d'améliorer significativement le rapport signal sur bruit. La correction est réalisée par un miroir déformable dont les commandes sont calculées à partir des mesures des perturbations de la surface d'onde. Les limitations de cette instrumentation sont données par le nombre d'actuateurs du miroir, la précision de la mesure du front d'onde, liée au flux disponible pour réaliser la mesure, et à la bande passante de l'asservissement. Cette bande passante est surtout liée à la fréquence d'échantillonnage du signal d'erreur, et à la vitesse de calcul dans la boucle d'asservissement. Nous donnons la description d'un instrument testé en observatoire au cours de l'automne 1989. Le front d'onde corrigé au moyen d'un miroir déformable de 19 actuateurs, a permis d'obtenir en temps réel, des images limitées par la diffraction pour des longueurs d'onde supérieures à 2,2um, au foyer coudé du télescope de 1,52 m de l'OHP. La mesure de la perturbation est réalisée par un analyseur de Shack-Hartmann de 5x5 sous-pupilles pour échantillonner le signal à une fréquence de 100 Hz. La bande passante obtenu est de 9 Hz en boucle ouverte à 0 dB. Les résultats qui sont présentés illustrent l'intérêt de cette technique pour l'imagerie infrarouge en astronomie
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Milewski, Thomas. "Analysis of planetary boundary layer : wind and thermodynamic structures over Great Bear Lake during varying synoptic-scale regimes." Thesis, McGill University, 2006. http://digitool.Library.McGill.CA:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=99355.
Full textAbstract:
Surface observations, lake evaporation data and upper-air soundings were collected in a special data-collection effort during the months of August and September of 2004 and 2005 on an island in the middle of Great Bear Lake, Northwest Territories. For this period of the year, the late summer, when increasing variability in surface pressure starts occurring, the effect of different synoptic-scale regimes on the lake-atmosphere interface is investigated to understand the regional specificities, with comparisons to nearby stations and a high spatial and temporal resolution reanalysis model (North American Regional Reanalysis). The planetary boundary layer over the lake systematically shows typical surface and mixed layer structures but with varying depths depending on the mean lower tropospheric temperature. Inversions in the surface layer, linked with warm regimes, support deep mixed layers. Within the surface layer, during warm regimes, a superadiabatic lapse rate can support (or not) a higher-stability sublayer on top of it, in which case the mixed layer happens to be much deeper. The first mechanism for lake evaporation includes the occasional passage of synoptic-scale storm systems with both warm and cold frontal features creating strong, short-lived latent heat interactions between the lake and the atmosphere, but relatively low total amounts of evaporation. The main mechanism for extensive evaporation is a cold anticyclone allowing for significant daytime insolation. A lake-breeze circulation can then develop and provide strong-enough mesoscale winds for diurnal upward latent heat exchanges, with wind channelling into Keith Arm of the lake for strong lake-breeze onshore winds.
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Dos, Santos Simoes Fernando. "Résonances des cavités ionosphériques des planètes et de leurs satellites: progrès et perspectives instrumentales." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00811520.
Full textAbstract:
L'étude des ondes d'extrêmement basses fréquences dans les cavités ionosphériques des planètes et satellites dotés d'atmosphère suit une approche similaire à celle suivie pour la Terre. Elle contribue à la caractérisation du circuit électrique atmosphérique, des sources d'énergie associées et des limites des cavités. Un modèle numérique à éléments finis a été développé et appliqué à ces corps planétaires en vue d'étudier en particulier les résonances de Schumann. La pertinence d'un modèle de la cavité de Titan a été testée par rapport aux mesures de l'instrument PWA de la sonde Huygens. La découverte d'une couche ionisée à basse altitude et l'évaluation des propriétés diélectriques de la surface après l'atterrissage sont exposées. L'expérience acquise est appliquée à la conception de nouveaux instruments, ARES et SP2, pour étudier l'atmosphère et le sol de la planète Mars dans le cadre du projet ExoMars et pour d'autres corps lors de futurs projets spatiaux.
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Volk, Kathryn Margaret. "Dynamical studies of the Kuiper belt and the Centaurs." Thesis, The University of Arizona, 2013. http://pqdtopen.proquest.com/#viewpdf?dispub=3560868.
Full textAbstract:
<p> The Kuiper belt is a population of small bodies located outside Neptune's orbit. The observed Kuiper belt objects (KBOs) can be divided into several subclasses based on their dynamical structure. I construct models for these subclasses and use numerical integrations to investigate their long-term evolution. I use these models to quantify the connection between the Kuiper belt and the Centaurs (objects whose orbits cross the orbits of the giant planets) and the short-period comets in the inner solar system. I discuss how these connections could be used to determine the physical properties of KBOs and what future observations could conclusively link the comets and Centaurs to specific Kuiper belt subclasses. </p><p> The Kuiper belt's structure is determined by a combination of long-term evolution and its formation history. The large eccentricities and inclinations of some KBOs and the prevalence of KBOs in mean motion resonances with Neptune are evidence that much of the Kuiper belt's structure originated during the solar system's epoch of giant planet migration; planet migration can sculpt the Kuiper belt's scattered disk, capture objects into mean motion resonances, and dynamically excite KBOs. Different models for planet migration predict different formation locations for the subclasses of the Kuiper belt, which might result in different size distributions and compositions between the subclasses; the high-inclination portion of the classical Kuiper belt is hypothesized to have formed closer to the Sun than the low-inclination classical Kuiper belt. I use my model of the classical Kuiper belt to show that these two populations remain largely dynamically separate over long timescales, so primordial physical differences could be maintained until the present day. </p><p> The current Kuiper belt is much less massive than the total mass required to form its largest members. It must have undergone a mass depletion event, which is likely related to planet migration. The Haumea collisional family dates from the end of this process. I apply long-term evolution to family formation models and determine how they can be observationally tested. Understanding the Haumea family's formation could shed light on the nature of the mass depletion event.</p>
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Mount, Christopher P. "Spatial, temporal, and inter-annual variability of the Martian northern seasonal polar cap." Thesis, Northern Arizona University, 2013. http://pqdtopen.proquest.com/#viewpdf?dispub=1537795.
Full textAbstract:
<p>Earth and Mars have nearly the same axial tilt, so seasons on these two bodies progress in a similar manner. During fall and winter on Mars, the primarily CO<sub>2</sub> atmosphere (~95% by volume) condenses out onto the poles as ice. Approximately 25% of the entire Martian atmosphere condenses, and then sublimes in the spring, making this cycle a dominant driver in the global climate. Because the water and dust cycles are coupled to this CO<sub>2</sub> cycle, we must examine seasonal CO<sub>2</sub> processes to understand the global (seasonal) distribution of H<sub>2</sub>O on Mars. The density of the ice may indicate whether it condensed in the atmosphere and precipitated as “snow” or condensed directly onto the surface as “slab”. Variations in density may be controlled by geographic location and surface morphology. The distribution and variations in densities of seasonal deposits on the Martian poles gives us insight to the planet’s volatile inventories. Here we analyze density variations over time on Mars’ Northern Polar Seasonal Cap (NPSC) using observational data and energy balance techniques. </p><p> We calculate the bulk density of surface CO<sub>2</sub> ice by dividing the column mass abundance (the mass of CO<sub>2</sub> per unit area) by the depth of the ice cap at a given location. We use seasonal rock shadow measurements from High Resolution Imaging Science Experiment (HiRISE) images to estimate ice depth. The length of a rock’s shadow is related to its height through the solar incidence angle and the slope of the ground. </p><p> From differences in the height of a rock measured in icy vs. ice-free images, we estimate the depth of surface ice at the time of the icy observation. Averaging over many rocks in a region yields the ice depth for that region. This technique yields minimums for ice depth and therefore maximums for density. </p><p> Thermal properties of rocks may play an important role in observed ice depths. Crowns of ice may form on the tops of rocks with insufficient heat capacity to inhibit ice condensation, and may cause an artificial increase in shadow length. This increases the apparent height of a rock and thus decreases the apparent surface ice depth. Additionally, moats may form around rocks with sufficient heat capacity to sublime ice as it is deposited. Moating will also artificially increase the shadow lengths (decreasing apparent surface ice depth). We correct for these effects in our depth-estimation technique. </p><p> We balance incoming solar flux with outgoing thermal radiation from Thermal Emission Spectrometer (TES) observations to calculate the column mass abundance. TES thermal bolometer atmospheric albedo and temperature observations are a good proxy to the surface bond albedo and effective surface temperature. These parameters are needed to balance the incoming and outgoing flux. </p><p> Mars’ atmosphere is tenuous so we assume homogeneous radiance from the surface to the top of the atmosphere, no lateral diffusion of heat, and that any excess heat goes into subliming surface ice in our flux balance. Using a Monte Carlo model, we integrate the net flux until reaching the time where Cap Recession Observations indicate CO<sub>2</sub> has Ultimately Sublimed (the CROCUS date) to obtain the column mass abundance. </p><p> We study seasonal ice at three distinct geomorphic units: plains, dune fields, and craters. Two plains regions, four dunes regions, and two crater regions are analyzed over springtime sublimation. Data for these regions spanned three Mars Years. </p><p> Our results indicate that the evolution of seasonally deposited CO<sub> 2</sub> ice on the Northern Polar Cap of Mars is highly dependent on complex relationships between various processes. The grain size, dust contamination, water doping, and density vary dramatically over time. The initially deposited material varies according to local geomorphic features and topography, as well as latitude and longitude. The inter-annual variability of ice may play a role in its evolution over sublimation, but likely plays a smaller role than anticipated. Low normalized initial and time-averaged densities suggest that NPSC deposits are initially low and remain relatively low throughout spring. These densities are very similar to estimates made by previous studies. Thus, we conclude that the NPSC is indeed pervaded by low density deposits. These deposits densify over time, but rarely reach typical characteristics for pure slab ice. </p>
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Stecklein, Gordon. "Bridging the Gender Gap in Quantum Physics." Scholarship @ Claremont, 2008. http://scholarship.claremont.edu/pomona_theses/24.
Full textAbstract:
Why is it important to study the gender gap in physics? Despite entering the workforce in increasing numbers over the last fifty years, women remain severely underrepresented in science and technology-related careers, particularly in positions of authority. Simultaneously, numerous studies verify that women have the ability to perform as well as – or better than – males in physics, and, when presented in certain lights, as many women as men show an interest in physics. Changes must be made in order to strive for equality and, given the changing demographic of the workforce, increase our country’s diminishing scientific prowess.
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Guilloux, Frédéric. "Analyse harmonique et Estimation spectrale sur la Sphère.Applications à l'étude du Fond diffus cosmologique." Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00347673.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur l'utilisation d'ondelettes de seconde génération pour l'étude statistique de champs aléatoires sphériques. Parmi les phénomènes modélisables par un tel champ, on s'intéressera en particulier au Fond diffus cosmologique (CMB).<br /><br />La localisation des needlets (récente construction d'ondelettes) sur la sphère est étudiée et optimisée en terme de concentration spatiale et d'estimation statistique. Ces fonctions sont ensuite utilisées pour construire un nouvel estimateur du spectre de puissance angulaire. L'examen des propriété de cet estimateur, d'un point de vue théorique (dans l'asymptotique des hautes fréquences angulaires) et pratique, montre qu'il améliore les méthodes existantes dans un modèle réaliste comportant des données manquantes et un bruit hétéroscédastique. A côté de l'estimation spectrale, l'utilisation des needlets est également introduite dans un problème de séparation de sources.<br /><br />Après quatre chapitres introductifs (dédiés respectivement aux aspects physiques, analytiques et statistiques de l'étude du CMB, puis à une présentation d'ensemble des résultats), quatre articles de revue (en collaboration) sont présentés : "Practical wavelet design on the sphere" ; "CMB power spectrum estimation using wavelets" ; "Spectral estimation on the sphere with needlets: high frequency asymptotics" et "A full sky, low foreground, high resolution CMB map from WMAP".
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Mebarki, Yassine. "Mesures du chlorure d'hydrogène (HCl) et du formaldéhyde (H2CO) sous ballon stratosphérique en région intertropicale et interprétations." Phd thesis, Université d'Orléans, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00689769.
Full textAbstract:
Le travail présenté dans ce manuscrit est consacré à la restitution et à l'interprétation des profils verticaux de rapports de mélange du chlorure d'hydrogène (HCl) et du formaldéhyde (H2CO) mesurés par l'instrument sous ballon SPIRALE (SPectroscopie InfraRouge par Absorption de Lasers Embarqués), au cours de deux vols effectués en région intertropicale depuis Teresina (Brésil, 5.1°S-42.9°S), le 22 Juin 2005 et le 9 Juin 2008. Les problématiques scientifiques liées à l'étude de ces composés, les caractéristiques de la haute troposphère et de la basse stratosphère intertropicale et enfin celles du spectromètre SPIRALE sont décrites. L'étude de faisabilité de la mesure de H2CO a permis de définir la position et l'intensité de la raie d'absorption la plus adéquate pour la mesure stratosphérique de ce composé (à 2912.1 et 1701.5 cm-1). Les profils verticaux de rapports de mélange de H2CO obtenus au cours de ces vols de SPIRALE sont présentés et comparés. Les mesures de HCl sont les premières à avoir été réalisées in situ dans la basse et moyenne stratosphère intertropicale. Dans la couche de transition intertropicale, celles-ci sont utilisées en lien avec des mesures récentes de composés à très courte durée de vie (VSLS), afin d'estimer la contribution de ceux-ci au bilan du chlore stratosphérique. Dans la moyenne stratosphère, les signatures visibles sur les profils verticaux de HCl et sur ceux d'ozone acquis simultanément sont étudiées en lien avec l'oscillation quasi-biennale. En outre, le bon accord entre SPIRALE et l'instrument MLS du satellite Aura a permis de conforter la fiabilité de celui-ci pour la mesure de HCl.
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Arbey, Alexandre. "Matière Noire Supersymétrique et LHC." Habilitation à diriger des recherches, Université Claude Bernard - Lyon I, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00850206.
Full textAbstract:
La nature de la matière noire est l'une des plus importantes énigmes de la physique des hautes énergies, aussi bien du point de vue de la cosmologie que de la physique des particules. Dans ce rapport, je présente mes travaux de recherche sur la question de la matière noire dans le cadre de l'extension supersymétrique minimale du Modèle Standard (MSSM). En particulier, je m'intéresse à des scénarios dans lesquelles le neutralino est la particule supersymétrique la plus légère, et les confronte à des données expérimentales issues de différents secteurs, tels que les mesures cosmologiques de la densité de matière noire, la détection directe de matière noire, les données expérimentales du LEP et de Tevatron, les contraintes de physique des saveurs, les résultats expérimentaux des recherches de Higgs et de Supersymétrie au LHC. Je montre que le MSSM propose des solutions compatibles avec toutes les contraintes considérées.