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Fabricius, Maximilian Hieronymus (2012): Kinematics across bulge types a longslit kinematic survey and dedicated instrumentation. Dissertation, LMU München: Faculty of Physics
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Abstract

Der erste Teil dieser Arbeit stellt die Konstruktion, Inbetriebnahme und ersteDaten eines neuen optischen, faserbasierten Feldspektrographen namens VIRUS-Wvor. Die Entwicklung wurde durch den Bau des neuen 2 m Fraunhofer Teleskops aufdem Berg Wendelstein in den Bayrischen Alpen motiviert. Die besondereEigenschaft dieses Instruments liegt zum einen in der Fähigkeit, Spektren ineinem zweidimensionalen Sichtfeld aufzuzeichnen, und zum anderen in derKombina- tion eines grossen Sichtfeldes von 105 ′′ × 55 ′′ mit einer relativgrossen instrumentellen Auflösung von R = 8700. Diese Auflösung erlaubt es,Geschwindigkeitsdispersionen von Sternen und Gas bis hinunter zu 15 kms−1aufzulösen. Es wird im Allgemeinen erwartet, dass dies dem Regime entspricht,in dem sich Sterne in Scheiben bilden. Der abgedeckte Spektralbereich diesesDynamikmodus beträgt 4850 A bis 5480 A. Zusätzlich bietet VIRUS-W einen zweiten Modus, welcher der Studie der Zusammensetzung von stellarenPopulationen, also z.B. deren Alter und Metal- lizität, gewidmet ist. Diespektrale Auflösung ist hier geringer (R = 3300), aber der abgedeckteSpektralbereich ist weiter und beträgt 4340 A bis 6040 A. Dies deckt einegrössere Zahl von Absorptionsbanden im stellaren Spektrum ab. Insbesondere isthier Hβ enthalten, welches eine wichtige Grundlage zur Bestimmung des Alterseiner Stellaren Population liefert. Bis zur Fertigstellung des WendelsteinTeleskops wird sich der Spektrograph an dem 2.7m Harlan J. Smith Teleskop des McDonald Observatoriums in Texas befinden. Dort nahm er im November 2010 erfolgreich seinen Betrieb auf. Die bei der Inbetriebnahme gewonnenen Daten erlauben uns, die genaue spektrale Auflösung und die Effizienz zu bestimmen. Durch den Vergle- ich der aufgezeichneten Daten eines spektrophotometrischen Standardsterns mit veröffentlichten Werten errechnen wir fu ̈r das gesamte Atmosphären-Teleskop-Spektrographen-System eine Ef- fizient von 37% im hochauflösenden Dynamikmodus und von 40% im niedriger auflösenden Modus. Wir schliessen diesen Teil mit der Diskussion der Beobachtungen der drei Galaxien NGC2903, NGC205 und NGC3091 aus den November- und Dezember- Kampagnen ab und präsentieren erste Geschwindigkeitsfelder und Messungen von Absorptionen. Der Vergleich mit Literaturdaten für NGC205 zeigt, dass wir in der Lage sind, diese sehr niedrigen Dispersionen von ≃ 20km/s zuverlässig wiederzugeben. Der zweite Teil dieser Arbeit befasst sich mit einer Beobachtungsreihe von Bulgeregionen be- nachbarter Spiralgalaxien, die wir am Hobby-Eberly-Teleskop des McDonald Observatoriums mit dem LRS Langspaltspektrographen durchgefu ̈rht haben. Wir präsentieren kinematische Profile entlang der Hauptachse von 46 Galaxien der Hubbletypen S0 bis Sc. Für 28 dieser Objekte stellen wir ausserdem Profile entlang der kleineren Halbachse vor. Ein systematischer Vergleich der gewonnenen Daten mit photometrischen Dekompositionen erlaubt es uns zu zeigen, dass die Unterscheide, die verschiedene Bulgetypen in ihrem so genan- nten Sersic-Index zeigen, auch in der Kinematik widergespiegelt werden. Pseudobulges zeigen oft eine scheibenartige Morphologie und haben niedrigere Sersic-Indizes — also ein Leuchtkraft- profil, das eher demjenigen einer Scheibe entspricht. Klassische Bulges haben im Allgemeinen grössere Sersic-Indizes (n > 2). Wir zeigen, dass Pseudobulges auch schwächere Gradienten der Geschwindigkeitsdispersion als Funktion des Radius aufweisen — ihre Dispersionsprofile sind also vorwiegend flach. Höhere Sersic-Indizes hingegen treten in Galaxien mit steiler abfallenden Dispersionprofilen auf. Ausserdem beobachten wir, dass Pseudobulges vorwiegend in Galaxien mit nierigeren zentralen Geschwindigkeitsdispersionen auftreten und einen grösseren Grad von Rotation im Verhältnis zu ihrer mittleren Geschwindigkeitsdispersion zeigen.