Knud Jahnke, Dissertation, Fachbereich Physik der Universität Hamburg, 2002 :

"Stellare Populationen von QSO Host-Galaxien"


"Stellar populations of QSO host galaxies"



Schlagwörter: QUASARS; COLOUR; INTERSTELLAR MATTER; GALAXIES; VISIBLE SPECTROSCOPY; INFRARED SPECTROSCOPY
PACS : 98.54AJ; 98.52SW
Volltext

Summary

Kurzfassung

In dieser Arbeit präsentieren wir zwei neue Methoden zur Extraktion von spektralen Information von Quasar Hostgalaxien, um deren Farben und die Zusammensetzung ihrer Sternpopulationen und des interstellaren Gases zu untersuchen. Die erste Methode benutzt Bilder in einer Anzahl Bänder im optischer und nah-infraroten Spektralbereich, für die Hostgalaxieflüsse mit Hilfe von Multi-Komponenten Modellierung von Kern und Hostgalaxie extrahiert werden. Die zweite extrahiert direkt die Hostgalaxiekomponente eines on-nucleus Spektrums mittels Modellierung der unterschiedlichen räumlichen Lichtverteilung des Kern- und Hostgalaxieanteils. Dies wird damit zum ersten Mal möglich gemacht.

Ein Vergleich der Anwendung beiden Methoden auf Objekte für die sowohl Breitband-Farben als auch und Spektren vorlagen zeigt, daß beide Methoden zuverlässige Resultate liefern, sobald ein minimales Signal-zu-Rauschen Verhältnis und ein maximales Kern-zu-Hostgalaxie Verhältnis vorliegen.

Die beiden Methoden werden auf die Daten von drei Stichproben von Quasaren mittlerer Leuchtkraft und niedriger Rotverschiebung angewandt. Die erste ist eine vollständige Stichprobe von 19 Quasaren mit z<0.2, füur die Bilder in sieben optischen und nah-infraroten Bänder mit ESO Teleskopen aufgenommen wurden. Für die beiden anderen wurden tiefe on-nucleus Spektren mit dem ESO 3.6m und dem VLT aufgenommen.

Wir finden sowohl Scheiben- als auch elliptische Hostgalaxien. Die Scheiben zeigen im Vergleich zu inaktiven Scheibengalaxien weitgehend normale Morphologie, Farben und stellare Populationen. Im Unterschied dazu zeigen die Ellipsen zwar eine normale Morphologie, aber deutlich blauere Farben als erwartet. Dazu finden wir rotierende Gasscheiben in diesen Ellipsen. Ihre stellaren Populationen sind deutlich jünger als von ihren inaktiven Gegenstücken aus erwartet, generell kompatible mit kontinuierlicher Sternentstehung oder einem Alter von 2 Milliarden Jahren.

Für diese Ergebnisse schlagen wir eine Erklärung im Rahmen hierarchischer Galaxienentstehung und -entwicklung vor. Unsere elliptischen Galaxien wären danach das Ergebnis eines Merger zweier leuchkräftiger Spiralgalaxien vor weniger als ca. 500 Mill. Jahren. In dem Merger-Prozess wird die elliptische Morphologie erzeugt, die stellaren Populationen sind hingegen weitgehend die der Vorgängergalaxien. Unsere Resultate unterstützen eine direkte Kopplung der Entwicklung elliptischer Galaxien, AGN Aktivität und der Entwicklung der zentralen schwarzen Löcher in Galaxienzentren.

Titel

Kurzfassung

Summary

We present two new methods to extract spectral information on the host galaxies of quasars enabling us to study their colours, stellar composition, and interstellar gas content. The first method uses images in several optical and near-infrared bands for which host galaxy fluxes are extracted via multi-component modelling of nucleus and host. The second directly extracts the host galaxy component from on-nuclear quasar spectra via modelling of the different spatial light distributions of the nuclear and host galaxy component. This is made possible for the first time.

A comparison of the two methods for objects with both broad-band colours as well as spectra available, shows that both methods deliver reliable results as soon as minimal signal-to-noise requirements, and maximal nucleus-to-host ratio are fulfilled.

These methods are applied to date the stellar components of three samples of intermediately luminous low-redshift quasars. The first sample is a complete sample of 19 quasars with z<0.2, observed in seven optical and near-infrared bands with ESO telescopes. For the two other samples deep on-nuclear spectra were obtained, with the ESO 3.6m telescope and the VLT.

We find both disk and elliptical host galaxies. While the disks show largely normal morphologies, colours and stellar population compared to inactive intermediate type disks, the ellipticals are morphologically normal, but show unusually blue colours. Rotating gas disks are found for the majority of our ellipticals. Their stellar populations are much younger than expected from their inactive counterpart, in general compatible with continuous star formation or ages of about 2 Gyrs.

We propose and discuss an explanation within the framework of hierarchical galaxy formation and evolution. Our elliptical quasar hosts would be the result of recent (<0.5 Gyrs) merger events of luminous spiral galaxies. In the merger the spheroidal morphology is created, but the stellar populations present are largely those of the precursor galaxies. The results support a direct connection between the evolution of elliptical galaxies, AGN activity and the evolution of central black holes in galaxies.