Kinematics across bulge types a longslit kinematic survey and dedicated instrumentation

Published: April 16, 2012, 11 a.m.

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 F\xe4higkeit, Spektren ineinem zweidimensionalen Sichtfeld aufzuzeichnen, und zum anderen in derKombina- tion eines grossen Sichtfeldes von 105 \u2032\u2032 \xd7 55 \u2032\u2032 mit einer relativgrossen instrumentellen Aufl\xf6sung von R = 8700. Diese Aufl\xf6sung erlaubt es,Geschwindigkeitsdispersionen von Sternen und Gas bis hinunter zu 15 kms\u22121aufzul\xf6sen. Es wird im Allgemeinen erwartet, dass dies dem Regime entspricht,in dem sich Sterne in Scheiben bilden. Der abgedeckte Spektralbereich diesesDynamikmodus betr\xe4gt 4850 A bis 5480 A. Zus\xe4tzlich bietet VIRUS-W einen\nzweiten Modus, welcher der Studie der Zusammensetzung von stellarenPopulationen, also z.B. deren Alter und Metal- lizit\xe4t, gewidmet ist. Diespektrale Aufl\xf6sung ist hier geringer (R = 3300), aber der abgedeckteSpektralbereich ist weiter und betr\xe4gt 4340 A bis 6040 A. Dies deckt einegr\xf6ssere Zahl von Absorptionsbanden im stellaren Spektrum ab. Insbesondere isthier H\u03b2 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\nMcDonald Observatoriums in Texas befinden. Dort nahm er im November 2010\nerfolgreich seinen Betrieb auf. Die bei der Inbetriebnahme gewonnenen Daten\nerlauben uns, die genaue spektrale Aufl\xf6sung und die Effizienz zu bestimmen.\nDurch den Vergle- ich der aufgezeichneten Daten eines spektrophotometrischen\nStandardsterns mit ver\xf6ffentlichten Werten errechnen wir fu \u0308r das gesamte\nAtmosph\xe4ren-Teleskop-Spektrographen-System eine Ef- fizient von 37% im\nhochaufl\xf6senden Dynamikmodus und von 40% im niedriger aufl\xf6senden Modus. Wir\nschliessen diesen Teil mit der Diskussion der Beobachtungen der drei Galaxien\nNGC2903, NGC205 und NGC3091 aus den November- und Dezember- Kampagnen ab und\npr\xe4sentieren erste Geschwindigkeitsfelder und Messungen von Absorptionen. Der\nVergleich mit Literaturdaten f\xfcr NGC205 zeigt, dass wir in der Lage sind,\ndiese sehr niedrigen Dispersionen von \u2243 20km/s zuverl\xe4ssig wiederzugeben.\nDer zweite Teil dieser Arbeit befasst sich mit einer Beobachtungsreihe von\nBulgeregionen be- nachbarter Spiralgalaxien, die wir am Hobby-Eberly-Teleskop\ndes McDonald Observatoriums mit dem LRS Langspaltspektrographen durchgefu \u0308rht\nhaben. Wir pr\xe4sentieren kinematische Profile entlang der Hauptachse von 46\nGalaxien der Hubbletypen S0 bis Sc. F\xfcr 28 dieser Objekte stellen wir\nausserdem Profile entlang der kleineren Halbachse vor. Ein systematischer\nVergleich der gewonnenen Daten mit photometrischen Dekompositionen erlaubt es\nuns zu zeigen, dass die Unterscheide, die verschiedene Bulgetypen in ihrem so\ngenan- nten Sersic-Index zeigen, auch in der Kinematik widergespiegelt werden.\nPseudobulges zeigen oft eine scheibenartige Morphologie und haben niedrigere\nSersic-Indizes \u2014 also ein Leuchtkraft- profil, das eher demjenigen einer\nScheibe entspricht. Klassische Bulges haben im Allgemeinen gr\xf6ssere\nSersic-Indizes (n > 2). Wir zeigen, dass Pseudobulges auch schw\xe4chere\nGradienten der Geschwindigkeitsdispersion als Funktion des Radius \naufweisen \u2014 ihre Dispersionsprofile sind also vorwiegend flach. H\xf6here Sersic-Indizes\nhingegen treten in Galaxien mit steiler abfallenden Dispersionprofilen auf.\nAusserdem beobachten wir, dass Pseudobulges vorwiegend in Galaxien mit\nnierigeren zentralen Geschwindigkeitsdispersionen auftreten und einen\ngr\xf6sseren Grad von Rotation im Verh\xe4ltnis zu ihrer mittleren\nGeschwindigkeitsdispersion zeigen.