Astronomie

Fehler im Zusammenhang mit Berechnungen des Sersic-Profils?

Fehler im Zusammenhang mit Berechnungen des Sersic-Profils?

Ich arbeite an einem Bayes-Analyseprojekt für den Unterricht mit Daten. Ich habe einige Daten aus dem Sloan Atlas der NASA (http://www.nsatlas.org/) gesammelt. Eine der Variablen, mit denen ich mich beschäftige, ist der Sérsic-Index (berechnet von http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0004-6256/142/1/31/pdf). Ich frage mich, ob mit diesem Wert ein Fehler verbunden ist. Ich hoffe, den Sersischen Index jeder Galaxie als Gaussian zu modellieren, aber ich kann mir nicht vorstellen, was ich als Fehler schreiben soll.

Vielen Dank für Ihre Zeit!


Griechische Buchstaben, die in Mathematik, Naturwissenschaften und Technik verwendet werden

Griechische Buchstaben werden in Mathematik, Naturwissenschaften, Ingenieurwesen und anderen Bereichen verwendet, in denen die mathematische Notation als Symbole für Konstanten, Sonderfunktionen und auch konventionell für Variablen verwendet wird, die bestimmte Größen darstellen. In diesen Kontexten repräsentieren die Großbuchstaben und die Kleinbuchstaben unterschiedliche und nicht miteinander verbundene Einheiten. Die griechischen Buchstaben, die die gleiche Form wie die lateinischen Buchstaben haben, werden selten verwendet: Großbuchstaben A, B, E, Z, H, I, K, M, N, O, P, T, Y, X. Kleine ο, ο und υυ werden auch selten verwendet, da sie den lateinischen Buchstaben i, o und u sehr ähnlich sind. Manchmal werden Schriftvarianten griechischer Buchstaben als eigenständige Symbole in der Mathematik verwendet, insbesondere für ε/ϵ und π/ϖ. Der archaische Buchstabe Digamma (Ϝ/ϝ/ϛ) wird manchmal verwendet.

Das Benennungsschema von Bayer für Sterne verwendet typischerweise den ersten griechischen Buchstaben, α, für den hellsten Stern in jeder Konstellation und durchläuft das Alphabet, bevor es zu lateinischen Buchstaben wechselt.

In der Finanzmathematik sind die Griechen die Variablen, die mit griechischen Buchstaben bezeichnet werden, um das Risiko bestimmter Investitionen zu beschreiben.


Relativer Fehler = Fehler / bekannter Wert

Nehmen wir an, ein Forscher misst die Masse einer Probe mit 5,51 Gramm. Die tatsächliche Masse der Probe beträgt bekanntlich 5,80 Gramm. Berechnen Sie den Fehler der Messung.

Experimenteller Wert = 5,51 Gramm
Bekannter Wert = 5,80 Gramm

Fehler = experimenteller Wert - bekannter Wert
Fehler = 5,51 g - 5,80 Gramm
Fehler = - 0,29 Gramm

Relativer Fehler = Fehler / bekannter Wert
Relativer Fehler = - 0,29 g / 5,80 Gramm
Relativer Fehler = - 0,050

% Fehler = Relativer Fehler x 100 %
% Fehler = - 0,050 x 100 %
% Fehler = - 5,0%


Fehler im Zusammenhang mit Berechnungen des Sersic-Profils? - Astronomie

Wir präsentieren Ergebnisse einer Studie zur Quantifizierung der Auswirkungen von Staub auf die abgeleiteten photometrischen Parameter von Scheiben (alte und junge Sternscheiben) und Ausbuchtungen: Scheibenmaßstabslängen, Achsenverhältnisse, zentrale Oberflächenhelligkeit, effektive Ausbuchtungsradien und Sérsic Indizes. Die Änderungen der abgeleiteten photometrischen Parameter aus ihren intrinsischen Werten (wie sie in Abwesenheit von Staub zu sehen wären) wurden durch Anpassen simulierter Bilder von Scheiben und Ausbuchtungen erhalten, die unter Verwendung von Strahlungsübertragungsrechnungen erzeugt wurden. Die Simulationen wurden mit dem GALFIT 3.0.2-Datenanalysealgorithmus angepasst und die angepassten Modelle waren die üblicherweise verwendeten unendlich dünnen Scheiben, die durch exponentielle, allgemeine Sérsic- und de Vaucouleurs-Verteilungen beschrieben werden. Wir stellen fest, dass die jungen Sternscheiben aufgrund von Staubeffekten die stärksten Variationen der photometrischen Parameter erleiden. In diesem Zusammenhang stellen wir auch Korrekturen für Bilder mit schmaler Linie (Balmer-Linie) vor. Auch alte Sternscheiben sind stark von Staub betroffen, insbesondere wenn Anpassungen mit Exponentialfunktionen durchgeführt werden. Die photometrischen Parameter von Aufwölbungen werden in geringerem Maße durch Staub beeinflusst. Wir stellen auch fest, dass die Variation der Staubkorrekturen mit frontaler Staubopazität und -neigung für Ausbuchtungen mit unterschiedlichen intrinsischen stellaren Emissivitäten (unterschiedlichem Sérsic-Index) ähnlich ist, wobei sich Unterschiede nur in der Nähe der Randorientierung der Scheibe manifestieren. Staubkorrekturen für Wölbungen haben sich als unempfindlich gegenüber der Wahl des Verkürzungsradius und der Elliptizität der Wölbung erwiesen. Alle Korrekturen werden in den Anhängen aufgelistet und in elektronischer Form zur Verfügung gestellt.


2. Daten

2.1. Kinematik

Im Jahr 2016 haben wir mit dem Deep Imaging Multi-Object Spectrograph am Keck II-Teleskop eine sehr tiefe Spektroskopie mehrerer Objekte mit geringer Oberflächenhelligkeit im Coma-Cluster erhalten. Die Hauptziele waren Dragonfly 44, eines der größten UDGs in Coma, und eine ähnlich aussehende Galaxie, die wir DFX1 nannten. Letzteres Objekt wurde in einem archivierten CFHT/Megacam-Bild visuell identifiziert, seine J2000-Koordinaten sind , und es ist in verschiedenen früheren Katalogen aufgeführt (2175 in Godwin et al. 1983 13 in Yagi et al. 2016). Es war nicht im ursprünglichen Dragonfly UDG-Katalog, da wir alle Objekte entfernt haben, die im Sloan Digital Sky Survey entdeckt wurden. Wir haben auch ein Spektrum von Dragonfly 42 erhalten, einem sehr schwachen UDG.

Die instrumentelle Auflösung ( km s −1 ) und die Belichtungszeit (120.600 s) waren ausreichend, um die zentralen Geschwindigkeitsdispersionen von Dragonfly 44 und DFX1 zu messen. Für Dragonfly 44 messen wir km s −1 , wie in van Dokkum et al. (2016). Mit der gleichen Methodik finden wir km s −1 für DFX1. Seine Rotverschiebung ist . Für Dragonfly 42 konnten wir nur die Rotverschiebung messen: . DFX1 und Dragonfly 42 tragen zu der stetig wachsenden Stichprobe von UDGs mit bestätigten Entfernungen bei (siehe Kadowaki et al. 2017), und unsere Rotverschiebungen bestätigen, dass Dragonfly 44, DFX1 und Dragonfly 42 alle Mitglieder des Coma-Clusters sind. 6

2.2. HST-Bildgebung

HST Bildgebung für Dragonfly 44 und DFX1 wurde im Zyklus 24 Programm GO-14643 erhalten. Jede Galaxie wurde für drei Umlaufbahnen in beobachtet V606 und eine Umlaufbahn in ich814, wobei ein Standard-Dither-Muster verwendet wird, um heiße Pixel zu eliminieren. Wir haben ACS/WFC für DFX1 verwendet, aber WFC3/UVIS für Dragonfly 44, da dies uns ermöglichte, Dragonfly 42 gleichzeitig in einer parallelen ACS-Beobachtung zu beobachten. Die von der STScI-Pipeline erzeugten CTE-korrigierten, beträufelten Bilder wurden verwendet. Die Drei V606 Bilder wurden gedreht und in den Rahmen der ich814 Bild und kombiniert. Im Kombinationsschritt wurden verbleibende abweichende Pixel in den Einzelbildern durch den Durchschnitt der anderen beiden Frames ersetzt. Die Punktquellentiefe wurde aus dem Effektivwert der Zählungen in leeren Öffnungen mit Durchmesser . gemessen d = 8 Pixel, korrigiert mit theoretischen Wachstumskurven (siehe Labbé et al. 2003). Wir finden AB-Tiefen von und für Dragonfly 44 und und für DFX1. Die relativ bescheidene Tiefe der ACS-Bildgebung ist auf die mittlerweile recht starken CTE-Effekte zurückzuführen.

Das HST Abbildungen von Dragonfly 44 und DFX1 sind in Abbildung 1 dargestellt. Dragonfly 42 wird in Abschnitt 4 besprochen. Die linken Felder sind Farbbilder, die aus dem V606 und ich814 Aufnahmen die rechten Tafeln zeigen die Tiefe V606 Daten mit hohem Kontrast nach Maskierung räumlich ausgedehnter Objekte (siehe Abschnitt 4). Beide Galaxien sind glatt und langgestreckt, ohne offensichtliche Gezeitenmerkmale, Spiralarme, Sternentstehungsregionen oder andere Unregelmäßigkeiten. Der auffälligste Aspekt von Abbildung 1 und das zentrale Thema davon Brief, ist die Tatsache, dass beide UDGs mit einer großen Anzahl kompakter Objekte verknüpft sind. Bei Dragonfly 44 war dies bereits in der bodengestützten Bildgebung zu sehen, wenn auch nicht so deutlich (vgl. van Dokkum et al. 2016). Für beide Galaxien hat die Verteilung kompakter Objekte eine weitgehend ähnliche Orientierung und Abflachung wie das glatte Licht.

Abbildung 1. HST Bilder von Dragonfly 44 (oben) und DFX1 (unten). Die linken Paneele erstrecken sich (20 kpc × 20 kpc) und wurden aus dem V606 und ich814 Bilder. Die rechten Felder überspannen ( ) und zeigen die Tiefe V606 Daten mit höherem Kontrast, mit räumlich ausgedehnten Objekten maskiert (siehe Text). Beide Galaxien sind mit einer großen Anzahl kompakter Objekte verbunden, die als Kugelsternhaufen identifiziert werden.


3. SOFTWARE-IMPLEMENTIERUNG

Die Software ist so konstruiert, dass sie eine Reihe von Bildern in identischer Form simuliert, die ein echtes Teleskop erzeugen würde. Die Eingabe ähnelt der Kombination von Betriebsbefehlen, die ein echter Teleskopbediener ausführen würde, und einer Reihe von astrophysikalischen Katalogen. Die endgültige Ausgabe ist eine Folge von FITS-Bildern, die von einzelnen Verstärkerketten von CCD-Geräten erzeugt werden. Im Folgenden diskutieren wir die Gesamtarchitektur und die numerische Implementierung der Physik, die wir in Abschnitt 2 beschrieben haben.

3.1. Die Architektur

PhoSim ist in objektorientiertem C++-Code geschrieben. Die Codes werden mit Python-Skripting ausgeführt. Die Gesamtarchitektur ist in Abbildung 1 dargestellt. Der C++-Code ist in fünf Teile gegliedert: den Atmosphärengenerator, die Instrumentenkonfiguration, das Trimmprogramm, die Photonen-Raytrace und die Elektron-zu-ADC-Codes. Die Codes sind so konfiguriert, dass sie einen bestimmten Besuch simulieren (eine Reihe von Aufnahmen an einem bestimmten Ort am Himmel). Die ersten beiden Codes legen alle Eingabedaten fest, die erforderlich sind, um die aktuelle Atmosphäre und die Gerätekonfiguration zu beschreiben. Das Trimmprogramm wird dann für jeden Chip ausgeführt, bei dem der astrophysikalische Katalog auf nur Objekte reduziert wird, die eine signifikante Chance haben, auf diesem bestimmten Chip Photonen zu erzeugen (entweder Objekt, das in der projizierten Himmelskachel für diesen Chip zentriert ist, oder besonders helle Objekte, die eine großer streuender Halo oder gestreute Geisterphotonen). Dies erleichtert die Parallelisierung der Berechnung. Der Photonen-Raytrace simuliert die einzelnen Photonen durch Atmosphäre, Teleskop und Kamera und sammelt die umgewandelten Photoelektronen in einem Bild. Schließlich wird die Elektronenauslesung simuliert und das Bild im Elektron-to-ADC-Code digitalisiert.

Abbildung 1. Grundlegende Architektur des PhoSim-Codes. Die fünf Codes und die Kontrollskripte werden als grüne Sechsecke angezeigt. Die Eingaben sind der Exemplarkatalog, optionale Physikbefehlsdateien und die statischen Entwurfsdaten. Der Benutzer kann mit dem Code interagieren, der das PhoSim-Skript ausführt, und entweder Instanzkataloge erstellen, die Physikbefehle ändern oder die Eingabedaten ändern. Die Integrationsvalidierungstests sind eine Kombination aus einfachen Instanzkatalogen und physikalischen Befehlen. Der Hauptausgang sind Verstärkerbilder, aber auch eine Reihe von Zwischenausgängen sind verfügbar.

Die Eingabe und Ausgabe des Codes sind gut definiert. Die Eingabe besteht aus einem Instanzkatalog, das ist eine Liste der Himmelsobjekte zum jeweiligen Zeitpunkt der Beobachtung und eine Beschreibung aller in Abschnitt 2.2 benötigten Eigenschaften. Der Instanzenkatalog enthält auch die Befehle, die einem Teleskopbediener zur Verfügung stehen, und andere Umgebungsparameter, die sich auf die Durchführung der Beobachtung auswirken können. Andere astrophysikalische Informationen, wie die Position von Sonne und Mond, sind ebenfalls enthalten. Wir haben auch eine Physik-Befehlsdatei als optionale zweite Eingabe. Dies schließt alle Befehle ein, um unsere Darstellung der realistischsten Physik zu überschreiben. Dies kann auf vielfältige Weise verwendet werden, einschließlich durch modulares Abschalten einer Teilmenge von Effekten oder durch Einstellen von Parametern auf bestimmte Werte. Dies sind nützliche Optionen, sowohl für die Validierung und das Testen als auch für das Studium der Physik, die zu einem systematischen Fehler in einem bestimmten Bildverarbeitungsalgorithmus führen können.

Die Hauptausgabe des Codes sind rohe digitalisierte FITS-Bilder für jeden Verstärker auf jedem CCD. Es gibt auch alternative andere Ausgänge, die bei einem echten Teleskop nicht verfügbar sind. Wir können eine Ereignisdatei ausgeben, die die Wechselwirkungsposition jedes Photons beschreibt, während es sich durch jede Schicht oder Oberfläche ausbreitet. Wir können auch die tatsächliche Anzahl der von jeder Quelle erfassten Photonen und die mittlere Koordinate dieser Photonen ausgeben. Diese Informationen wären aus den Bildern nur annähernd bekannt. Wir können auch den relativen Durchsatz von Photonen an jeder Schicht oder optischen Oberfläche ausgeben.

Der PhoSim-Code hat nur zwei Paketabhängigkeiten, cfitsio (Pence 1999) und fftw3 (Frigo & Johnson 2005) und wird ansonsten sowohl mit Standard-C/C++-Bibliotheken als auch mit benutzerdefinierten numerischen Codes erstellt. Dies ermöglicht uns mehr benutzerdefinierte numerische Details und macht die Installation unkompliziert. Der gesamte PhoSim-Code ist so konzipiert, dass er einfach auf Grid-Computing implementiert werden kann. Die Architektur wurde so konzipiert, dass die I/O minimal ist und die Simulationen parallel auf Chipebene durchgeführt werden können. Das Paket kann sowohl mit einem Skript für Laptop-/Desktop-Simulationen als auch mit einem anderen Skript ausgeführt werden, das CONDOR 12 verwendet, um generisch Simulationen auf Grid-Computing-Systemen auszuführen.

Wir haben mit dem PhoSim-Code ein umfangreiches Validierungsframework aufgebaut. Das Framework umfasst sowohl Unit-Tests als auch Integrationstests. Der Unit-Test führt einzelne Funktionen aus, um zu beurteilen, ob die Rückgabewerte die richtigen Werte erhalten. Integrationstests führen die gesamte Code-Suite aus und bestimmen, ob gemessene Eigenschaften von Bildern gemessene Werte innerhalb einer festgelegten Toleranz erhalten. Integrationstests verwenden Instanzkataloge einer begrenzten Anzahl von Objekten (normalerweise Sterne und Galaxien) und verwenden dann die Konfigurationsdateien, um PhoSim in einer Vielzahl von Konfigurationen auszuführen. Einige Ergebnisse der Validierungstests beschreiben wir in Abschnitt 4.

Das gesamte Photon Simulation-Paket befindet sich in einem Git-Repository, das unter https://www.bitbucket.org/phosim/phosim_release verfügbar ist. Die zugehörige Dokumentation ist auf dieser Site verfügbar. Wir veröffentlichen mehrmals im Jahr eine getaggte Version. Wir verwenden einen modernen modularen objektorientierten Softwaredesign-Ansatz, bei dem die Geschwindigkeit des Codes ein sehr wichtiger Aspekt ist, den wir im folgenden Abschnitt diskutieren.

3.2. Numerik und Optimierungen

Es gibt eine Vielzahl von numerischen Implementierungsdetails, die für jeden der implementierten physikalischen Effekte spezifisch sind. Im Allgemeinen sind die Monte-Carlo-Simulationszeiten proportional zur Anzahl der Punkte in der Monte-Carlo-Integration (in unserem Fall der Anzahl der Photonen) und einem festen Overhead, der mit dem Setup verbunden ist. Entweder die Reduzierung der Zeit pro Photon oder die Reduzierung der Anzahl der zu simulierenden Photonen kann die Simulationszeit minimieren. Bei ersterem reduziert die Minimierung der Anzahl mathematischer Operationen, die an jedem Photon durchgeführt werden, die Simulationszeit. Das Entfernen redundanter Berechnungen durch Speichern von Werten in vorberechneten Tabellen, wo immer möglich, ist ein Schlüssel zur Optimierung. Wir tun dies für die Formen der optischen Oberflächen, Transmissionskurven, Turbulenzschirme, optische Tiefen usw. Die Gesamtreduzierung der Anzahl der Codezeilen, die in den inneren Schleifen ausgeführt werden müssen, ist ebenfalls wichtig, daher wurde dies a Priorität während seiner gesamten Entwicklung. Derzeit simulieren wir ein Photon in etwa 2 μs auf einem 2,5-GHz-Prozessor, was eine sehr effiziente Anzahl von Berechnungen pro Photon impliziert. Dies kann möglicherweise weiter verbessert werden (und hat es während der jüngsten Entwicklung getan), aber es ist eine ziemlich kleine Anzahl von Operationen, wenn man die detaillierten Physik- und Genauigkeitsbeschränkungen berücksichtigt. Wir profilieren den Code in regelmäßigen Abständen, und die verschiedenen Teile der in Abschnitt 2 beschriebenen Berechnung tragen zum gegenwärtigen Zeitpunkt ungefähr gleich viel dazu bei, da offensichtliche Engpässe beseitigt wurden.

Wir haben eine weitere Reihe von Optimierungen durchgeführt, die die Gesamtzahl der zu simulierenden Photonen reduzieren. Diese Optimierungen haben einen minimalen Einfluss auf die Wiedergabetreue und alle Optimierungen können für detaillierte Vergleiche ausgeschaltet werden. Wir haben drei solcher Optimierungen, die wir (1) dynamische Transmissionsoptimierung, (2) gesättigte Objektsimulation und (3) Hintergrundoptimierungssimulation nennen. Die dynamische Transmissionsoptimierung funktioniert, indem versucht wird zu erraten, ob das gegebene Photon eine Chance hat, die Monte-Carlo-Simulation zu überleben. Der gebräuchlichste Weg, ein Photon zu entfernen, besteht darin, die Filtertransmission nicht zu überstehen. Eine einfache Optimierung besteht darin, die Zufallszahlen zu Beginn der Simulation des Photons vorzurollen. Wir speichern dann eine Worst-Case-Transmissionskurve für jede atmosphärische Schicht und Oberflächenbeschichtungen für jede Wellenlänge, während die Simulation läuft. Dies ist wegen der Komplikation notwendig, dass unsere Übertragungsfunktionen nicht nur wellenlängenabhängig sind, sondern auch winkel- und zeitabhängig sein können. Daher schätzen wir einfach zuerst ab, ob das Photon eine Chance hat, die Reihe von Transmissionsfunktionen zu überleben, bevor das Photon durch die vollständige Physik simuliert wird. Dies verbessert die Simulationsgeschwindigkeit um eine Größenordnung und hat eine vernachlässigbare Änderung der Photometrie.

Eine zweite Optimierung ist die Simulationsoptimierung für gesättigte Objekte. Die hellsten Sterne in einem typischen Feld enthalten einen sehr großen Anteil aller Photonen. Die überwiegende Mehrheit dieser Photonen endet jedoch in einer gesättigten Blutungsspur, die eine vernachlässigbare Menge an nützlichen Informationen enthält. Um dies zu nutzen, haben wir eine Optimierung entwickelt, die den Strahl repräsentiert Nein Photonen statt nur eines, wenn es sehr wahrscheinlich ist, dass der Strahl in einer gesättigten Blutungsspur endet. Dies kann zur Laufzeit erfolgen, sobald die Pixel mit der Sättigung beginnen und die volle Well-Tiefe für eine gegebene Quelle überschreiten. Um die Flügel der gesättigten Quelle mit den richtigen statistischen Eigenschaften genau zu simulieren, sind wir in der Lage, die Strahlen zu verfolgen, die durch Streuung mit großem Winkel (entweder Beugungsspitzen, Mikrorauhigkeit der Spiegeloberfläche oder Beugung in der Atmosphäre) in den Flügel gelangen könnten. . Wir können dann die Wahrscheinlichkeit des Eintretens dieser Ereignisse erhöhen, indem wir diese Physik künstlich durchschleifen Nein mal. Wir wählen dann Nein so dass die Wahrscheinlichkeit, dass das Photon um einen Winkelabstand gestoßen wird, der größer ist als der aktuelle minimale Radius des Sättigungsmusters, r0, ist größer als ein Wert, α. Normalerweise, α wäre ohne Optimierung eine kleine Menge (wenige Prozent), aber hier erhöhen wir die Wahrscheinlichkeit auf 90%. Wir bewahren die Wahrscheinlichkeiten jedoch, indem wir den Strahl darstellen lassen: M Photonen, wenn es sich nicht um ein Großwinkelphoton handelt. M wird gegeben von

Andererseits lassen wir den Strahl nur dann ein Photon darstellen, wenn es sich um ein Großwinkelphoton handelt. In ähnlicher Weise bewahren wir die Photonennachweiswahrscheinlichkeit, indem wir den Strahl darstellen lassen: Nein Photonen, wenn es entfernt wird. Somit simuliert der Algorithmus immer noch ein Photon nach dem anderen für praktisch alle Photonen, die im Bild (die Flügel) messbar sind, simuliert jedoch mehrere gleichzeitig für Photonen in der gesättigten Blutspur oder solche, die überhaupt nicht erkannt werden.

Die abschließende Optimierung beinhaltet die Simulation der Hintergrundphotonen aus Simulationen von Airglow, gestreutem Mondlicht, Dämmerung oder Kuppellicht. Da diese Photonen den astrophysikalischen Photonen zahlenmäßig überlegen sind, ist es wichtig, sie effizient zu simulieren. Auf der anderen Seite haben wir festgestellt, dass die Verwendung parametrischer Hintergrundmodelle (d. h. der Versuch, den Fluss in jedem Pixel vorherzusagen und dann Rauschen hinzuzufügen) für einige der subtileren physikalischen Details nicht zu einer ausreichend hohen Genauigkeit führte. Ein Algorithmus, der schnellere Simulationen ermöglicht, ist die Darstellung des Strahls als Nein Photonen für einen Teil der Simulation. Wenn sich das Photon näher an der Pupillenebene befindet, erzeugt ein diffuses Beleuchtungsmuster eine nahezu identische photometrische Reaktion für kleine Winkelabstände. Entsprechend treten die meisten Hintergrundunterschiede von einem Pixel zum nächsten aufgrund von physikalischen Effekten in der Nähe der Bildebene auf. Wenn das Photon den Detektor erreicht, können wir daher die Nein Photonen in einem Gaußschen Muster (mit σ von mehreren Bogensekunden Breite) und simulieren die Detektorphysik ein Photon nach dem anderen. Um keine Fluktuationsmuster zu induzieren, Nein sollte so gewählt werden, dass wir nicht viel mehr simulieren als wo p sind die Photonen pro Pixel. Dies führt zu einer um zwei Größenordnungen schnelleren Hintergrundsimulation und zu unterschiedlichen Genauigkeitsgraden je nach Wahl von choice Nein und σ. Mit den Standardparametern wird ein reduzierter Wert von 1,1 für den Vergleich der Bilder der außeraxialen Chipsimulation mit dieser ein- und ausgeschalteten Optimierung erhalten. Für detaillierte Studien von hellen Sternen oder Hintergrundmodellen können die Optimierungen ausgeschaltet werden, sodass Photonen für vollständige Genauigkeit einzeln für Photonen simuliert werden.


Fehler im Zusammenhang mit Berechnungen des Sersic-Profils? - Astronomie

Die Berechnung der molekularen Säulendichte aus molekularspektralen (Rotations- oder Ro-Vibrations-) Übergangsmessungen ist eine der grundlegendsten Größen, die aus der Molekularspektroskopie abgeleitet werden. Ausgehend von ersten Prinzipien, in denen wir die grundlegende Physik der Strahlungs- und Stoßanregung von Molekülen und der Strahlungsübertragung ihrer Emission beschreiben, leiten wir einen allgemeinen Ausdruck für die molekulare Säulendichte ab. Da die Berechnung der molekularen Säulendichte die Kenntnis der molekularen Energieniveau-Entartungen, Rotationsverteilungsfunktionen, Dipolmoment-Matrixelemente und Linienstärken erfordert, schließen wir verallgemeinerte Ableitungen dieser molekülspezifischen Größen ein. Da Annäherungen an die Säulendichtegleichung oft nützlich sind, untersuchen wir die optisch dünnen, optisch dicken und niederfrequenten Grenzen unserer abgeleiteten allgemeinen molekularen Säulendichtebeziehung. Wir bewerten auch die Grenzen der gängigen Annahme, dass die molekulare Anregungstemperatur konstant ist, und gehen auf den Unterschied zwischen strahl- und quellengemittelten Säulendichten ein. Wir schließen unsere Diskussion der molekularen Säulendichte mit ausgearbeiteten Beispielen für C$^<18>$O, C$^<17>$O, NError in Verbindung mit Sersic Profile-Berechnungen? - Astronomie,[nobr][H1toH2]

5. ZUSAMMENFASSUNG

Wir haben Morphologien von 3000 Galaxien in den Nord- und Südfeldern von CANDELS/GOODS gemessen, um die Abhängigkeit großer Verschmelzungen von der Entwicklung von . zu untersuchen z

1 Rotverschiebungsgalaxien. Unter Ausnutzung der in diesen Feldern verfügbaren tiefen Daten mit mehreren Wellenlängen haben wir die Verteilungen im Farb-Masse-Diagramm sowohl für scheibendominierte als auch für bulge-dominierte Galaxien aufgetragen. Wir verglichen dann die röntgenselektierten AGN-Wirte im selben Feld, um die Rolle von Fusionen beim Auslösen von AGNs und die Rolle der AGN-Rückkopplung bei der Auslöschung der Sternentstehung zu untersuchen.


Berechnung der Protein-Ligand-Bindungsaffinitäten mit MMPBSA: Methode und Fehleranalyse

Molecular Mechanics Poisson-Boltzmann-Oberflächen(MMPBSA)-Methoden haben sich aufgrund ihrer Effizienz und hohen Korrelation mit dem Experiment bei der Schätzung von Protein-Ligand-Bindungsaffinitäten weit verbreitet. Hier wurden verschiedene Berechnungsalternativen untersucht, um ihren Einfluss auf die Übereinstimmung von MMPBSA-Berechnungen mit dem Experiment zu bewerten. Sieben Rezeptorfamilien mit sowohl hochwertigen Kristallstrukturen als auch Bindungsaffinitäten wurden ausgewählt. Zuerst wurde die Leistung von unpolaren Solvatationsmodellen untersucht und es wurde festgestellt, dass der moderne Ansatz, der hydrophobe und Dispersionswechselwirkungen getrennt modelliert, die RMSDs der berechneten relativen Bindungsaffinitäten drastisch reduziert. Als nächstes wurde der numerische Aufbau der Poisson-Boltzmann-Methode analysiert. Die Daten zeigen, dass der Einfluss des Gitterabstands auf die Qualität von MMPBSA-Berechnungen gering ist: Der numerische Fehler beim Gitterabstand von 0,5 ist bereits klein genug, um vernachlässigbar zu sein. Der Einfluss unterschiedlicher Atomradiensätze und unterschiedlicher molekularer Oberflächendefinitionen wurde weiter analysiert und es wurden schwache Einflüsse auf die Übereinstimmung mit dem Experiment gefunden. Der Einfluss der Dielektrizitätskonstante gelöster Stoffe wurde ebenfalls analysiert: Eine höhere Dielektrizitätskonstante verbessert im Allgemeinen die Gesamtübereinstimmung mit dem Experiment, insbesondere für hochgeladene Bindungstaschen. Die Daten zeigten auch, dass die konvergenten Simulationen eine leichte Verringerung der Übereinstimmung mit dem Experiment verursachten. Schließlich wurde kurz die Richtung der Abschätzung der absoluten freien Bindungsenergien untersucht. Durch die Korrektur der freien Energie der bindungsinduzierten Umlagerung und der verlorenen Bindungsentropie wurden auch die Fehler in den absoluten Bindungsaffinitäten drastisch reduziert, wenn das moderne unpolare Lösungsmittelmodell verwendet wurde, obwohl offensichtlich weitere Entwicklungen notwendig waren, um die MMPBSA-Methoden weiter zu verbessern. © 2016 Wiley Periodicals, Inc.

Zusätzliche Hintergrundinformationen finden Sie in der Online-Version dieses Artikels.

Bitte beachten Sie: Der Herausgeber ist nicht verantwortlich für den Inhalt oder die Funktionalität der von den Autoren bereitgestellten unterstützenden Informationen. Alle Anfragen (außer fehlenden Inhalten) sollten an den entsprechenden Autor des Artikels gerichtet werden.


Fehler im Zusammenhang mit Berechnungen des Sersic-Profils? - Astronomie

  • Hauptabschnitte.
  • Ähnliche Links .
  • Bestätigen Sie SOFA.

Wenn Sie die SOFA-Software verwenden, fügen Sie bitte ein Zitat bei.

Der SOFA-Dienst der Internationalen Astronomischen Union hat die Aufgabe, einen zugänglichen und maßgeblichen Satz von Algorithmen und Verfahren zu erstellen und zu pflegen, die Standardmodelle implementieren, die in der grundlegenden Astronomie verwendet werden. Der Dienst wird von einem internationalen Gremium, dem SOFA Board, verwaltet, das von der IAU Division A &ndash Fundamental Astronomy ernannt wird. SOFA arbeitet auch eng mit dem International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS) zusammen.

IAU SOFA-Center

Diese Website bietet Zugriff auf die SOFA-Softwaresammlung, die derzeit sowohl für Fortran 77 als auch für ANSI C verfügbar ist. Informationen dazu, wie Sie sie erhalten, und Anweisungen zu ihrer Verwendung finden Sie unter dem Link zu Aktuelle Software.

Die Nutzung der SOFA-Software ist gemäß den Bedingungen der SOFA-Lizenz kostenlos.

Eine Registrierung wird empfohlen, da sie hilft, die Nutzung der SOFA-Bibliotheken zu demonstrieren und den Benutzern auch E-Mail-Benachrichtigungen über Fehler und Updates bietet.

Schnellstart .

Laden Sie die neueste Version herunter:

  • Die neueste Fortran 77-Version ist verfügbar.
    [Erschienen 2021-05-12]
  • Die neueste ANSI C-Version ist verfügbar.
    [Erschienen 2021-05-12]
  • Eine Zusammenfassung der Änderungen für die neueste Version ist verfügbar.

Nachrichten .

2021 12. Mai / Achtzehnte SOFA-Veröffentlichung

Diese Mitteilung soll Benutzer über die 18. Version der SOFA-Softwarebibliothek am 12. Mai 2021 um 14:00 UTC informieren. Diese Hauptversion implementiert drei neue Supportroutinen. Zwei befassen sich mit der Berechnung astrometrischer Orte, während der dritte die ungefähre Mondposition und -geschwindigkeit liefert. Auch das Validierungsprogramm wurde aktualisiert. Eine Neuordnung der ANSI C-Header-Dateien sofam.h und sofa.h wurde implementiert. Dies hat zur Folge, dass vielen der SOFA-Funktionen ein explizites #include "sofam.h" hinzugefügt wurde. Daher müssen Entwickler von Anwendungen, die Konstanten von sofa.h verwenden, jetzt ein explizites #include einschließen. Weitere Erläuterungen finden Sie in den in den Distributionen enthaltenen changes.pdf-Dateien. Das Gültigkeitsjahr der Schaltsekundenroutine (dat) wurde verlängert und typografische und andere kleinere Korrekturen an der Dokumentation vorgenommen. Kosmetische Änderungen wurden auch an einer Reihe von ANSI C-Routinen vorgenommen.

2021 24. Februar / 17. SOFA-Release

Diese Mitteilung soll die Benutzer darüber informieren, dass der SOFA-Vorstand am 24. Februar 2021 um 12:00 UTC eine Nebenversion (17a) sowohl für die Fortran- als auch die ANSI-C-Version von Version 17 der SOFA-Softwarebibliothek herausgibt. Die Änderung bezieht sich auf den Umgang mit Schaltsekunden im Zeitraum 1960 bis 1971. Zwischen der Einführung von UTC Anfang 1960 und der ersten Schaltsekunde Ende 1971 gab es eine Reihe kleiner Verschiebungen und Geschwindigkeitsänderungen in Bezug auf TAI. Die SOFA-Routine D2DTF berücksichtigt diese, aber ein Mangel im Algorithmus führte dazu, dass unter bestimmten Bedingungen eine Schaltsekunde gemeldet werden konnte, obwohl keine aufgetreten war. Solche Fälle waren äußerst selten und hingen außerdem in gewissem Maße vom Compilerverhalten ab, was sich auf die Rundung auswirkte.

2021 25. Januar / 17. SOFA-VeröffentlichungFA

Diese Mitteilung soll Benutzer über die 17. Version der SOFA-Softwarebibliothek am 25. Januar 2021 um 14:00 UTC informieren. Diese Hauptversion implementiert zusätzliche defensive Vorsichtsmaßnahmen bei der Berechnung der atmosphärischen Refraktion in niedrigen Höhen und die Anwendung der Handhabung von Polarbewegungen wurde auf rigoros geändert. Die Dokumentation wurde erweitert, einschließlich eines neuen Kochbuchs für die SOFA Vector Matrix Library, und es wurden auch typografische und andere kleinere Korrekturen vorgenommen. Auch an den Testprogrammen wurden Änderungen vorgenommen.

24. Juli 2020 / Sechzehnte SOFA-Veröffentlichung

Bitte beachten: Aus einem Versehen wurden vorläufige Versionen der Fortran- und C-Varianten der Routine JD2CAL in das 16. SOFA-Release vom 21. Juli 2020 aufgenommen. Anstatt ein Minor-Release herauszugeben, um dies zu korrigieren, wurden die Codes wieder aufgenommen in die 16. SOFA-Version. Wenn Sie diese Version vor dem 24. Juli 2020 um 22:00 UTC heruntergeladen haben, werden Sie gebeten, die Version erneut herunterzuladen. Wir entschuldigen uns für etwaige Unannehmlichkeiten.

23. Juli 2020 / Sechzehnte SOFA-Veröffentlichung

Diese Mitteilung soll Benutzer über die 16. Version der SOFA-Softwarebibliothek am 21. Juli 2020 um 16:00 UTC informieren. Diese Version implementiert eine Korrektur eines Zeichens in der Routine P06E (nach der Entdeckung eines Tippfehlers im Quellpapier) und eine Korrektur in der ANSI C-Makrofunktion dnint in der Include-Datei sofam.h, um die Rundung zu verbessern. In den Routinen JD2CAL und JDCALF und in der Methode zum Zerlegen der Rotationsmatrix wurden auch Verbesserungen bei der Genauigkeit und Rundung vorgenommen, indem sichergestellt wurde, dass in PB06 Winkel nahe Null bevorzugt werden. Verschiedene typografische Korrekturen und Verbesserungen an verschiedenen anderen Dokumenten wurden vorgenommen. Die Veröffentlichung hat sich aufgrund von Verzögerungen bei der Vorbereitung des Website-Materials um ungefähr 42 Stunden verzögert.

23. Juli 2019 / Fünfzehnte SOFA-Veröffentlichung

Serverprobleme führten dazu, dass das 15. Release der SOFA-Softwarebibliothek um fast 24 Stunden verschoben wurde. Wir entschuldigen uns für diese Verzögerung. Dies hat auch die E-Mail-Ankündigung der Veröffentlichung verhindert.

22. Juli 2019 / Fünfzehnte SOFA-Veröffentlichung

Diese Mitteilung soll Benutzer über die 15. Version der SOFA-Softwarebibliothek am 22. Juli 2019 um 16:00 UTC informieren. Dies ist eine Hauptversion, die vier neue Routinen implementiert, eine andere korrigiert und siebzehn weitere verbessert. Ein falsches Vorzeichen in der ANSI-C-Funktion iauTdbtcb wurde korrigiert. Die DAT-Routinen wurden auf das Erscheinungsjahr aktualisiert. Dem Abschnitt Star Catalog Conversions wurden vier neue Routinen hinzugefügt, die sich mit der Transformation zwischen dem FK4- und dem FK5-Referenzsystem befassen. Diese Routinen wurden teilweise der Vollständigkeit halber aufgenommen, hauptsächlich aber, damit Positionen in Veröffentlichungen vor 1984 richtig behandelt werden können. Sie umfassen Umbauten zwischen B1950.0 FK4 und J2000.0 FK5, mit und ohne Eigenbewegung. Siebzehn Routinen, die die beiden Komponenten gegebener Datums-/Uhrzeitargumente vergleichen, um Rundungsfehler zu minimieren, wurden verbessert, sodass optimale Ergebnisse auch dann erzielt werden, wenn eines der Argumente negativ ist. (SOFA dankt der Astropie-Gruppe für den Hinweis auf den Mangel). Aufgrund der Einführung der neuen Routinen wurden das Astrometry Tools Cookbook, das Testprogramm und andere unterstützende Dateien aktualisiert. Verschiedene typografische Korrekturen und Verbesserungen an verschiedenen anderen Dokumenten wurden vorgenommen.

30. Januar 2018 / Vierzehnte SOFA-Veröffentlichung

Diese Mitteilung soll Benutzer über die 14. Version der SOFA-Softwarebibliothek am 30. Januar 2018 um 16:00 UTC informieren. Dies ist eine Hauptversion, die zwei neue Abschnitte mit den Titeln Horizont-/Äquatorialkoordinaten und Gnomonische (Tangensebene) Projektionen implementiert. Zu den bisherigen Transformationen von Azimut und Höhe in Stundenwinkel und Deklination und umgekehrt und zur Bestimmung des parallaktischen Winkels wurden drei Routinen hinzugefügt. Zu letzterer wurden sechs Routinen hinzugefügt, die die Bestimmung des Tangentialpunktes und die Transformation der Position des Sterns in und von Himmels- und Tangentialebenenkoordinaten abdecken. Das Astrometry Tools Cookbook, die Testprogramme und andere unterstützende Dateien wurden ebenfalls aktualisiert. Weitere kleinere Dokumentations-/typografische Korrekturen wurden ebenfalls vorgenommen.

2017 August 25 / Leap Second Routines

Leap seconds present particular difficulties to users of the SOFA software as applications must be relinked periodically with the latest versions in order to keep up to date with leap second announcements from the International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS). The SOFA Board has decided that in the next software release the affected routines, namely iau_DAT in Fortran and iauDat in C, will have special and unique licensing conditions that allow a local solution to be implemented.

Unlike other SOFA software, which is strictly "read only" to ensure standards integrity, users will be permitted to replace the Fortran and/or C source code for the DAT routine with code that is different but uses the same name.

This will allow use of locally supported mechanisms for keeping track of leap seconds, perhaps file or network based. Not only will the user application be able to call the replacement DAT routine, but so will other SOFA routines. The new arrangements avoid any need for applications to be relinked periodically in order merely to pick up leap second related updates. Note that such SOFA updates do, however, provide an opportunity for the local arrangements to be revalidated.

2017 August 07 / Other Implementations of SOFA

Please note that the C# implementation of SOFA produced by Attila Abrudán has moved from https://wwa.codeplex.com to https://github.com/abrudana/wwa.

2017 April 20 / Thirteenth SOFA release

This notice is to inform users of the 13th release of the SOFA software library on 2017 April 20 @ 12:00 UTC. This is a major release which implements the IAU 2012 value of the astronomical unit, replacing the IAU 1976 value used up to now. Although this version inevitably changes returned values, it will only be at the microarcsecond level. Also, the routine PVSTAR has been changed to harmonize with algorithmic improvements made to STARPV in the previous release, eliminating discrepancies seen in round-trip test cases.

2016 December 23 / Twelfth SOFA release

For technical reasons the minor release (12b) to both the Fortran and ANSI C versions of Release 12 of the SOFA software library on 2016 December 21 at 15:00 UTC has been withdrawn. It has been replaced by a new minor release (12c) containing updated Fortran and ANSI C test-bed software including those updates made available in the release (12b) of two days ago (see the news item for 2016 December 21 below). The new minor release was made available on 2016 December 23 at 14:30 UTC. Our apologies for any inconvenience this may have caused to anyone who downloaded the 2016 December 21 minor release. It should be noted, however, that minor releases 12b and 12c differ only in terms of the updates to the two test-bed routines.

2016 December 21 / Twelfth SOFA release

This notice is to inform users that the SOFA Board is issuing a minor release to both the Fortran and ANSI C versions of Release 12 of the SOFA software library on 2016 December 21 at 15:00 UTC. This minor release (12b) contains code changes to the ANSI C routines iauJd2cal and iauJdcalf to remove the possibility of inconsistent results on certain processors and compilers. A change has been made to iau_STARPV and iauStarpv (Fortran and ANSI C respectively) to deliver better precision. A change has also been made to iau_REFCO (Fortran only) which affects cases when the input temperature is "outlandish", i.e. outside the range of -15° to +200° Celsius. There are also some minor updates to the ANSI C version of the SOFA Time Scale and Calendar Tools cookbook.

2016 July 29 / Twelfth SOFA release

This notice is to inform users that the SOFA Board is issuing a minor release to both the Fortran and ANSI C versions of Release 12 of the SOFA software library on 2016 July 29 at 15:30 UTC. This minor release (12a) contains updates to the routines iau_DAT (dat.for) and iauDat (dat.c) to include the leap second to be applied on 2016 December 31. The test-bed routines t_sofa_f.for and t_sofa_c.c are updated to test this change. The routines iau_LDSUN (ldsun.for) and iauLdsun (ldsun.c) that calculate the deflection of starlight by the Sun have changed without affecting the results for normal use. The Astrometry cookbooks have been modified to take account of the updated routines. The version number of the SOFA Time Scale and Calendar Tools cookbook has also been corrected.

2016 May 03 / Twelfth SOFA release

This notice is to inform users of the 12th release of the SOFA software library. This is a major release as it contains a model for long-term precession and a new section entitled Ecliptic Coordinates. Four routines have been added to the section on Precession/Nutation/Polar motion to deliver long-term (+/-200,000 years) precession using the model of Vondrak, Capitaine and Wallace (2011, 2012). Six routines have been provided dealing with the transformation between equatorial and ecliptic coordinates using either the IAU 2006 precession model or the long-term precession of Vondrak et al. Test programs t_sofa_f.for and t_sofa_c.c have been updated as has the header file sofa.h to reflect these changes. Versions of the SOFA Earth Attitude Cookbook are now available for both Fortran and ANSI C. The list of called routines have been corrected in both the Fortran and ANSI C versions of ATCO13 and ATIO13.

2015 April 09 / Eleventh SOFA release

Due to an oversight in the creation of the distribution files for SOFA Release 11a (2015 April 02), the directory into which the files are extracted was set to sofa/20150209/. rather than sofa/20150209_a/. this has been corrected with new tar and zip distribution files as of 2015 April 09 at 09:00 UTC. Our apologies for any inconvenience caused.

2015 April 02 / Eleventh SOFA release

This notice is to inform users that the SOFA Board is issuing a minor release to both the Fortran and ANSI C versions of Release 11 of the SOFA software library on 2015 April 2 at 15:30 UTC. This minor release (11a) contains a change to suppress a warning message given by one C compiler for the routine iauDat. The change does not affect the behaviour of the routine and it is not essential that you update your libraries (particularly if you are a Fortran user). The change had been already made in the 2014 September 9 (10c) release, but due to an oversight was not present in the initial version 11 release. The Fortran code has also been modified for harmony.

2015 February 09 / Eleventh SOFA release

This notice is to inform users of the 11th release of the SOFA software library. This is a major release, as it contains a new section "Galactic Coordinates" consisting of 2 routines, G2ICRS and ICRS2G, for transforming between ICRS and 1958 IAU galactic coordinates. Updates to the iau_DAT (dat.for) and iauDat (dat.c) routines have been made to allow for the leap second at the end of June 2015. A few minor changes have been made to a few routines to remove some compiler warnings, namely, in the test for zero in C2IXYZ, GC2GDE, RM2V, RV2M, and the multithread precaution in CAL2JD in the Fortran version only. Test programs t_sofa_f.for and t_sofa_c.c have been updated as has the include header file sofa.h. A documentation revision has been made moving the routines STARPV and PVSTAR (formerly in Star Space Motion) and PMSAFE and STARPM (formerly in Star Catalog Conversions) into Astrometry. This has resulted in the removal of the category Star Space Motion.

2014 October 07 / Tenth SOFA release

This is to inform users that the SOFA Board has issued a minor release to both the Fortran and ANSI C versions of Release 10 of the SOFA software library on 2014 October 7 at 15:00 UTC. The new version is designated issue 2013-12-02_d. It corrects an error in the Astrometry Cookbooks.

2014 October 03 / Error in the Astrometry Cookbooks

This notice is to inform users that the SOFA Board will issue a minor release shortly to correct an error in the Astrometry Cookbooks. In the Table of Contents on page iv:

  1. Replace iau_ATCIQN . 52 mit iau_ATICQN . 52 in the Fortran version sofa_ast_f.pdf:
  2. Replace iauAtciqn . 52 mit iauAticqn . 52 in the ANSI C version sofa_ast_c.pdf
  3. Remove pages 52/53 as they need to be replaced by the comments from the right routine in both versions.

An updated version of the Cookbook may be obtained for the Fortran and C releases.

2014 September 08 / Tenth SOFA release

This notice is to inform users that the SOFA Board is issuing a minor release to both the Fortran and ANSI C versions of Release 10 of the SOFA software library on 2014 September 8 at 12:00 UTC. The new version is designated issue 2013-12-02_c. Corrections have been made to ldsun.for, ldsun.c, dat.c, pmsafe.c and sofa.h as well as small documentation corrections to the cookbooks sofa_pn.pdf, sofa_ast_f.pdf and sofa_ast_c.pdf.

2014 March 28 / Error in the cookbook SOFA Tools for Earth Attitude

The example in the cookbook SOFA Tools for Earth Attitude has been updated due to a typographical error in the comment above the last function call on page 23 calculating Greenwich apparent sidereal time. For "(IAU 1982/1994)" read "(IAU 2000)".

2014 March 18 / Error in the cookbook SOFA Tools for Astrometry

The example in the cookbook SOFA Tools for Astrometry has been updated due to an error. In the code the coordinates for longitude and latitude were reversed. The intended location was Gemini South, in Chile, but the reversal placed the observer above the Weddell Sea, off Antarctica, with the test star below the horizon. A location in St. Helena has been substituted. There was also a typographical error in one of the comments: the second "CIRS to topocentric" has been changed to "CIRS to observed".

2014 February 20 / Tenth SOFA release

An error in the routine D2DTF present in both the Fortran and ANSI C libraries has been corrected in a new minor release to the tenth release of the SOFA software library. Documentation errors in routines apco13 and atioq have also been addressed and the corrected versions of sofa_ts_f.pdf and sofa_ts_c.pdf have been included in this minor release.

2014 February 17 / Incorrect behaviour in routine D2DTF

The D2DTF routine truncated rather than rounded in the (uncommon) case of a time in the second half of a leap second and a precision of 1 second. In addition, the rounding behaviour during leap seconds has been changed so that for precision of 10 seconds or coarser the beginning of the next day is used in preference to the start of the leap second. We expect to make a minor release at the end of this week to correct this problem.

2013 December 03 / Tenth SOFA release

This notice is to inform users that we are making a minor change to the Fortran Release 10 made on 2013 December 2 at 12:00 UTC. The new version is numbered issue 2013-12-02_a.

The motivation for the minor release is to harmonize the Fortran and C versions of the ATIOQ routine. A recent change was to return azimuth in the range 0 to 2pi radians rather than +/- pi radians, and though the new C version was released, the Fortran version was inadvertently not released. At the same time we have taken the opportunity to tidy up a few recently noticed non-critical, issues (1) some unused constants have been removed from routines EECT00, TAIUTC and XY06, and (2) in routines AF2A, TF2A and TF2D the declaration CHARACTER*1 S has been changed to CHARACTER S.

2013 December 02 / Tenth SOFA release

A new release (Issue 2013-12-02) of the SOFA Fortran 77 and ANSI C libraries was made on 2013 December 2nd at 12:00:00 UTC.

2013 October 14 / Tenth SOFA release

This notice is to inform users of the upcoming 10th release of the SOFA software library, which is currently being finalised.

This is a major release, as it contains the new section "Astrometry" consisting of 32 routines and an accompanying document.

  • The TAI to UTC transformation before the introduction of leap seconds (between 1960 and 1972) was implemented imprecisely. The revised routines (several are involved) now deal with the case rigorously.
  • In the GC2GD routine, some but not all returned arguments were set to "nonsense" values when an error condition was detected, as a precaution. This has been extended to all returned arguments.

There are many other minor documentation corrections and cosmetic changes. Some of these were reported by our users, and we are very grateful to all those who have contacted us.

2013 May 07 / E-mail issues contacting SOFA

It has come to our attention that emails may have gone unanswered due to having been mistakenly blocked by the UK Hydrographic Office spam filtering systems (based on MailMarshal Secure Email Gateway). This is most regrettable, and appropriate measures have been taken. If you have emailed SOFA recently and not received a prompt reply please resend the message and accept our apologies.

In general, if any email to SOFA fails to elicit a response, by all means try emailing other Board members to see where the problem lies. In common with other UK Government establishments, the UKHO has to operate very strict IT security policies, and future "false positives" cannot be ruled out.

UKHO and the Chair of the SOFA Board is sorry that these problems occurred.

2012 July 10 / Issue 2012-03-01 &mdash Update to Issue 2012-03-01

Updated distribution files for Issue 2012-03-01 will be made available on 2012 July 10th at 16:00:00 UTC. A correction has been made to dat.for and dat.c to ensure proper operation when the fraction of the day is very close to 1. Explicit set up of arrays in ir.for, ir.c, rx.for, rx.c, ry.for, ry.c, rz.for, rz.c, zr.for and zr.c has been implemented to improve efficiency and a documentation correction to plan94.c has been made.

2012 March 08 / Issue 2012-03-01 &mdash Correction to documentation

It has been pointed out that there is an error in the comments in plan94.c. The dimensions of the PV-vector are the wrong way round. For "pv double[3][2] planet p,v (heliocentric, J2000.0, AU,AU/d)", read "pv double[2][3] planet p,v (heliocentric, J2000.0, AU,AU/d)".

2012 March 01 / Delay in release of Issue 2012-03-01

Due to a server configuration problem, the new release of the SOFA Fortran 77 and ANSI C libraries (2012-03-01) was delayed until 15:10:00 UTC. Our apologies for any inconvenience caused.

2012 March 01 / Release of Issue 2012-03-01

A new release (Issue 2012-03-01) of the SOFA Fortran 77 and ANSI C libraries will be made on 2012 March 1st at 12:00:00 UTC.

This release includes an update to reflect the leap second that will be applied on 2012 June 30th. The release also includes several updates to some declarations in the ANSI C code to minimize possible compiler warnings. A small number of errata in the documentation of the ANSI C routines as well as some cosmetic changes to the documentation have been included. A bug in the function Dsign (A,B) in sofam.h has also been fixed.

Please note that the numbering of this SOFA release has been kept in step with the Fortran release number while the ANSI C release number has been re-aligned with that of the Fortran release.

2011 December 07 / Revised list of documentation corrections

A revised list of documentation corrections has been made available for the latest Fortran and ANSI C releases. These corrections to p06e.for and p06e.c do not affect the operation of the code.

2011 May 24 / Revised list of documentation corrections

A revised list of documentation corrections has been made available for the latest Fortran and ANSI C releases. These corrections do not affect the operation of the code.

2011 April 19 / Correction to comments for tf2a.c and ut1tt.for / ut1tt.c

A small correction to the comment in the routine tf2a.c should be noted. In the "Returned:" section replace the variable "days" by the variable "rad". Small corrections have also been noted in the routines ut1tt.for and ut1tt.c. In both routines in the "Returned:" section, in the description replace "TAI as a 2-part Julian Date", by "TT as a 2-part Julian Date".

2011 April 11 / Correction to comments for dtf2d.for / dtf2d.c

Small corrections to a comment and a note in the routines dtf2d.for and dtf2d.c are brought to the attention of users of the SOFA software. In the comments for Fortran code the "Returned:" items JD1,JD2 should be D1,D2. Similarly, in the 2nd line of Note 7, JD1+JD2 should read D1+D2. The same issues exist in the C code except the variables are lower case.

2011 April 05 / Correction to comments for nut06a.for / nut06a.c

A correction to the wording of Note 3 in the routines nut06a.for and nut06a.c is brought to the attention of users of SOFA software. It is necessary to replace the words "dynamical flattening" by "dynamical form factor J2", so that the last line reads ". secular variation in the Earth's dynamical form factor J2."

2011 January 12 / Scholarpedia article

Catherine Hohenkerk has written an article for Scholarpedia on SOFA. It provides an overview of SOFA, its history, the SOFA Center and the libraries and test software it provides, as well as the relevant documentation and references.

2011 January 04 / Issue 2010-12-01

Two small typographical errors have been reported in issue 2010-12-01, neither of which affect the serviceability of the issue. In the files changes.pdf and changes.lis within the ANSI C release, the issue date in the first line of the files is given as 2012-12-01. The correct issue date is 2010-12-01. In the SOFA Time Scale and Calendar Tools documents sofa_ts_c.pdf and sofa_ts_f.pdf, a function called DTF is listed in Section 1.3 on page 1. The correct name of the function is D2TF.

2010 December 01 / Issue 2010-12-01

A new release of SOFA Fortran 77 and ANSI C libraries was made available. This includes eighteen new routines in the Time Scales section of the Astronomy Library and three new routines in the Operations on Angles section of the Vector Matrix Library for both the Fortran 77 and ANSI C releases. A new cookbook on Time Scale and Calendar Tools was also released. A bug in jdcalf.c has been corrected, enhancements have been made to the makefiles, header files and test programs and cosmetic changes have also been made to some of the routines.

2010 November 26 / Issue 2010-12-01

A new release (Issue 2010-12-01) of the SOFA Fortran 77 and ANSI C libraries will be made on 2010 December 1st at 12:00:00 UTC.

2010 September 28 / Anne-Marie Gontier

It is with great sadness that the SOFA board was informed of the passing of Anne-Marie Gontier on September 24th 2010. Anne-Marie had been a member of the board almost from the beginning, which provided a strong link with the Observatoire de Paris that has been to SOFA's great benefit. Our condolences go to her family, colleagues and friends at this difficult time.

PLEASE NOTE 2010 July 20 / SOFA web sites

The old SOFA web sites http://www.iau-sofa.rl.ac.uk and http://iau-sofa.hmnao.com are now automatically forwarding requests to our new site http://www.iausofa.org introduced in January 2010. It is our intention to shut down the old sites at the time of the next SOFA release. Consequently, users who have bookmarks pointing to specific material on the old sites should now update them to point to the new site.

2010 June 22 / New member of the SOFA Board

George Hobbs, representing Commission 31 (Time), from the Australia Telescope National Facility has been co-opted onto the SOFA Board to assist in the provision of authoritative time transformation software.

2010 March 20 / New Chair of the SOFA Board

Patrick Wallace steps down as Chair after 14 years he is welcomed as a member of the Board. The new SOFA Board Chair is Catherine Hohenkerk who may be contacted at [email protected]

2010 March 20 / www.iausofa.org

Please note that the e-mail link at the foot of each web page now points to the new SOFA mailbox at [email protected] This replaces the old address, [email protected], at the Rutherford Appleton Laboratory. This new contact address will be updated in the source code and documentation at the next release of the SOFA libraries.

2010 January 27 / Issue 2009-12-31

Downloads of Issue 2009-12-31 have been resumed. Updates to the validation software have been implemented.

2010 January 26 / Issue 2009-12-31

Downloads of Issue 2009-12-31 have been temporarily suspended pending checks on the validation software.

2010 January 25 / www.iausofa.org

The new SOFA web site www.iausofa.org has now gone live. Requests to the old site addresses iau-sofa.hmnao.com and www.iau-sofa.rl.ac.uk will be automatically forwarded to the new site. Please change any bookmarks you might have to the new address.

2010 January 25 / Issue 2009-12-31

An additional reference ellipsoid, WGS72, has been included in EFORM. A code change to GD2GC and GD2GC using ZP to zeroize a vector has been made. Corrections to comments in GC2GD and GC2GD have been made concerning routine names for inverse transformations. Comments involving references have been made to BP00, BPN2XY, C2I00A, C2I00B, C2IBPN, PN00A, PN00B, PN00, S00A, S00B, S00 and S06A. Validation software has been updated.

2010 January 19 / www.iausofa.org released for comments by SOFA Board

A new web site for the SOFA initiative has been registered called www.iausofa.org. The material on the site has been revised and updated to improve access to the software releases and their associated explanatory material.

2009 December 31 / Issue 2009-12-31

A new release of SOFA Fortran 77 and ANSI C libraries was generated. This includes five new Astronomy routines for performing geographic/geodetic transformations as well as a number of small cosmetic changes and code improvements. The five new routines are EFORM, GC2GD, GC2GDE, GD2GC and GD2GCE.

2009 April 02 / Issue 2009-02-01

An error in the description of the coordinates of the Celestial Intermediate Pole with respect to the International Terrestrial Reference System in the routines C2T00A, C2T00B, C2T06A, C2TPE, C2TXY and POM00 has been corrected in both the Fortran and ANSI C libraries. These revisions have no effect on the results produced by these routines.

2009 March 16 / Issue 2009-02-01
  1. A bug affecting the routines FK52H and H2FK5 (both Fortran and ANSI C) has been corrected. This caused erroneous proper motions (and also radial velocity) to be returned.
  2. The testbeds t_sofa_f.for and t_sofa_c.c have been updated to reflect the changes to FK52H and H2FK5.
  3. In the C header file sofa.h, an unused reference has been removed.
  4. In the C functions iauFk5hip, iauGmst00, iauObl80 and iauObl06, use of the ANSI C language feature "unary plus" has been eliminated, to avoid difficulties with older compilers.
2009 March 13 / Issue 2009-02-01

The routines FK52H and H2FK5 (both Fortran and ANSI C) have been found to return incorrect proper motions. The fault is being rectified.

2009 March 03 / Issue 2009-02-01

The ANSI C version of the DAT routine, iauDat, released on 2009-02-01 contained a bug that caused erroneous answers (platform dependent) for certain dates in 1972. The problem was corrected in the 2009-03-03 update. The Fortran version, iau_DAT, was not affected.

2009 February 01 / Issue 2009-02-01

A new release of SOFA Fortran 77 and ANSI C libraries was generated. This includes the initial release of the ANSI C library. Cosmetic changes were made to a number of Fortran routines and a test program has been added.


Heterogeneous Catalysis: Use of Density Functional Theory

2 The Advantages of DFT

DFT started with the theorems of Hohenberg and Kohn (1964) demonstrating the equivalence of the polyelectronic wave function (complex number valued in the 6Nein-dimensional phase space for Nein electrons) and electronic density (real number valued in three-dimensional (3-D) ordinary space) for completely specifying the ground-state electronic structure and energy E0 of any chemical system (Nein electrons moving in the electrostatic potential of P static positively charged atomic nuclei). A single distribution of electronic density in space ρ(r) minimizes the total electronic energy: it is the solution of the functional Eqn. (2) :

One year later, Kohn and Sham (1965) proposed a practical algorithm to solve Eqn. (2) , by showing that the many-bodies problem of solving the Schrödinger equation for the full polyelectronic wave function can be replaced by the much simpler one of Nein-independent electrons moving in an effective potential.

One-electron wave functions Ψich are expanded over an appropriate basis set of size M. When 3-D periodic calculations are performed on a super-cell model, plane waves constitute the most convenient and popular basis set. Wave vectors are chosen so as to sample the model's Brillouin zone suitably, and some upper kinetic energy cutoff sets the highest frequencies allowed in the representation of the wave function. Convergence with respect to k-point sampling and energy cutoff must be verified in each particular instance.

Overall, the scaling property of the Kohn–Sham method is of the order Nein ∼3 and there lies the secret of its success. Indeed, the method's accuracy in energy is comparable to that of the so-called “post Hartree–Fock” approaches, like MP2, which also account for a part of the correlation energy, namely the difference between the true energy and the “Hartree–Fock limit,” or minimal energy provided by the best effort within this early approximation. However, concurrent “post-Hartree–Fock” approaches scale as Nein ∼5 or more and are thus tractable for two orders of magnitude less electrons only in the same computer. Walter Kohn was awarded the Nobel prize in chemistry in 1998 for his seminal contributions to DFT.

A further significant gain in execution time is offered with the approximation that core electrons will be only slightly perturbed by chemical combinations, so that it suffices to consider external or valence electrons exposed to the Coulombian potentials of nuclei, screened by core electrons, also called “pseudo-potentials.” The Kohn–Sham method is then applied to valence electrons represented by one-electron pseudo-wave-functions and submitted to an effective potential built from the superposition of all nuclei pseudo-potentials. This approach may reduce Nein by one order of magnitude.

In summary, the overwhelming advantage of DFT for computational catalysis stems from its numerical scaling properties, its “chemical” accuracy, and its ability to cover in a consistent way the whole periodic table, provided the adequate pseudo-potentials have been developed, a non-trivial task.

The book by Parr and Yang (1989) is recommended for a thorough but extensive presentation of the fundamentals of DFT. The application of DFT in catalysis was recently well detailed in a book ( van Santen and Neurock 2006 ) and broadly covered in a short review paper ( Norskov et al. 2006 ). See also Hafner (2008) for cutting edge applications of DFT in materials science at large including heterogeneous catalysis.