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Exploring the formation histories of galaxies - globular clusters and beyond

dc.contributor.advisorFritze-von Alvensleben, Uta Prof. Dr.de
dc.contributor.authorLilly, Thomasde
dc.date.accessioned2008-06-09T15:30:21Zde
dc.date.accessioned2013-01-18T13:35:21Zde
dc.date.available2013-01-30T23:51:08Zde
dc.date.issued2008-06-09de
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-B46B-7de
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-2761
dc.description.abstractEine der groessten Herausforderungen der modernen Astronomie ist die Beantwortung der Frage nach den Entstehungsprozessen und Evolutionsgeschichten von Galaxien. Um zwischen verschiedenen Szenarien unterscheiden zu koennen, sind verlaessliche Informationen sowohl ueber die Sternentstehungsgeschichte (SEG) als auch die chemische Anreicherungsgeschichte einer Galaxie noetig.Leider sind die meisten Galaxien jedoch nur im integrierten Licht beobachtbar, so dass SEG-Bestimmungen mittels Farb-Helligkeits-Diagrammen (FHDs) nur fuer sehr wenige nahegelegene Galaxien moeglich sind. Wie in dieser Arbeit gezeigt, koennen sowohl spektrale Energieverteilungen (SEVs) als auch Spektren nur vage Hinweise auf die Verteilung der Sternentstehung im Leben einer Galaxie geben. Lediglich fuer eine kurze Rueckblickzeit von 1 bis 4 Gjr koennen einige Informationen gewonnen werden.Jedoch koennen die Alters- und Metallizitaetsverteilungen von Sternhaufen- (SH) und Kugelsternhaufensystemen (KSHS) wichtige Hinweise auf Entstehungs- und Evolutionsgeschichte ihrer Muttergalaxie geben. Im Rahmen dieser Arbeit habe ich neue Werkzeuge fuer die Analyse von KSHS entwickelt, welche alle fuer ein gegebenes Set von SH-Beobachtungen verfuegbaren Informationen zur Analyse nutzt.Ich praesentiere ein dichtes Netz von Evolutionssynthesemodellen fuer Simple Stellar Populations, bestehend aus SEVs und den 25 Absorptionslinienindizes des Lick/IDS-Systems, und ich stelle ein Werkzeug fuer die Analyse von Index-Beobachtungen vor, das Lick Index Analysis Tool. Unter Benutzung von allen oder einer beliebigen Auswahl von an SH beobachteten Indizes bestimmt dieses Tool deren Alter und Metallizitaet, inklusive deren $\pm 1 \sigma$ Bereichen. Tests unter Benutzung von Indexbeobachtungen verschiedener Autoren fuer Galaktische Kugelsternhaufen (KSH) ergeben sehr gute Uebereinstimmung der Ergebnisse mit den der Literatur entnommenen Ergebnissen von FHD-Untersuchungen. Zusaetzlich stelle ich ein neues Werkzeug fuer die kombinierte Analyse von Breitband-SEVs und spektralen Indizes vor, PRODUCT, welches auch dann die erfolgreiche Bestimmung von Alter und Metallizitaet einzelner KSH erlaubt, wenn die verfuegbare Datenbasis gering oder von schlechter Qualitaet ist.Anwendungen der Modelle und Analysewerkzeuge auf das KSHS der Grossen Elliptischen Galaxie NGC 5128 unter Benutzung von Breitbandfarben und spektralen Indizes fuer ein beispiellos grosses Sample von KSH zeigt, dass eine kombinierte Analyse unter Benutzung von PRODUCT eine unabhaengige Bestimmung von Alter und Metallizitaet fuer einen grossen Teil des Samples mit grosser Genauigkeit ermoeglicht, und dies trotz der relativ schlechten Qualitaet der Beobachtungen, die eine erfolgreiche Analyse der Farben bzw. der Indizes allein verhindert. Als wesentliches Ergebnis dieser Untersuchung zeigt die Analyse die Existenz einer bisher in der Literatur noch nicht beschriebenen Population von mittelalten, metallarmen Kugelsternhaufen in NGC 5128.de
dc.format.mimetypeapplication/pdfde
dc.language.isoengde
dc.rights.urihttp://webdoc.sub.gwdg.de/diss/copyr_diss.htmlde
dc.titleExploring the formation histories of galaxies - globular clusters and beyondde
dc.typedoctoralThesisde
dc.title.translatedSternentstehungsgeschichten von Galaxien - Kugelsternhaufen und mehrde
dc.contributor.refereeFritze-von Alvensleben, Uta Prof. Dr.de
dc.date.examination2007-07-12de
dc.subject.dnb520 Astronomiede
dc.description.abstractengOne of the most struggling questions in todays astronomy is the question for the formation processes and evolutionary histories of galaxies. In order to decide between different scenarious it is necessary to get reliable information about both the star formation history (SFH) and the chemical enrichment history of a galaxy.Unfortunately, most galaxies are observable only in integrated light, so that SFH determinations using the colour magnitude diagram (CMD) approach, are only possible for a very limited sample of nearby galaxies. As I show in this thesis, both photometric spectral energy distributions (SEDs) and spectra obtained for the integrated light of a galaxy can give only very vague hints about the distribution of SF over the lifetime of a galaxy. Only for a short timescale of 1 to 4 Gyrs some information can be recovered.However, constraining the age and metallicity distributions of star cluster (SC) and globular cluster systems (GCSs) can provide important clues to the formation and evolutionary history of their parent galaxies. Within the framework of this thesis, I have developed new tools for the analysis of GCSs which make use of all information available for a given set of SC observations:I present a large grid of evolutionary synthesis models for simple stellar populations, including SEDs as well as 25 absorption-line indices following the Lick/IDS system, and I present a tool for interpreting index observations using these models, the Lick Index Analysis Tool. This tool determines age and metallicity of SCs, including their respective $\pm 1 \sigma$ uncertainties, using all, or any subset of, measured indices. Testing the tool against index measurements from various authors for Galactic GCs, which have reliable age and metallicity determinations from CMD analyses in the literature, yields very good agreement. Additionally, I present a new method for the combined analysis of broad-band SEDs and spectral indices, PRODUCT, which successfully allow to constrain ages and metallicities of individual GCs even in cases when poor datasets are available only.Applications of the models and analysis tools to the GCS of the large elliptical galaxy NGC 5128, using a dataset consisting of both broad-band photometry and Lick indices for an unprecedentedly large sample of GCs show that, despite the relatively poor quality of these data which do not allow to constrain ages and metallicities with reasonable precision by analysing each dataset alone, a combined analysis using the analysis tool PRODUCT allows independent determinations of ages and metallicities for a large fraction of the analysed sample with unprecedented precision. In addition to the cluster populations well known in the literature (old GCs from low to high metallicities, and young metal-rich GCs), I found a population of intermediate age, metal-poor GCs in NGC 5128 which has not been described in the literature before.de
dc.contributor.coRefereeKollatschny, Wolfram Prof. Dr.de
dc.subject.topicMathematics and Computer Sciencede
dc.subject.gerExtragalaktische Astrophysikde
dc.subject.gerKugelsternhaufende
dc.subject.gerEvolutionssynthesede
dc.subject.gerGALEVde
dc.subject.gerParameterbestimmungde
dc.subject.gerNGC 5128de
dc.subject.gerMilchstrassede
dc.subject.gerM31de
dc.subject.gerLMCde
dc.subject.engextragalactic astrophysicsde
dc.subject.engglobular clustersde
dc.subject.engevolutionary synthesis modellingde
dc.subject.engGALEVde
dc.subject.engparameter determinationde
dc.subject.engNGC 5128de
dc.subject.engMilky Wayde
dc.subject.engM31de
dc.subject.engLMCde
dc.subject.bk39.41de
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:7-webdoc-1815-6de
dc.identifier.purlwebdoc-1815de
dc.affiliation.instituteFakultät für Physikde
dc.subject.gokfullTIC 000: Sternhaufen {Astronomie}de
dc.subject.gokfullTIE 400: Spektren und Leuchtkraft von Sternsystemen {Astronomie}de
dc.subject.gokfullTIE 750: Elliptische Nebel {Astronomie}de
dc.identifier.ppn617896526de


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