Kurzfassung
In der vorliegenden Arbeit werden gedämpfte Lyman-\alpha (``damped
Lyman-\alpha'' DLA) Systeme in den Spektren hochrotverschobener
Quasare bei z=0.68 in Richtung hea, z=1.15 in Richtung heb,
z=2.33 in Richtung hec und z=3.02 in Richtung hed
analysiert. Die Ergebnisse werden in Relation zu anderen DLA in einem
weiten Bereich von z interpretiert. Eine große Anzahl von
Metallinien wurde mit hoher Auflösung beobachtet. Im Gegensatz zu
den Vorhersagen von Modellen der kosmischen Elementanreicherung,
scheint die Metallhäufigkeit nicht mit abnehmenden z anzuwachsen
(bei < z > =1 wurde < [Zn/H] > < q
-1.05 abgeleitet). Zudem zeigt die Metallhäufigkeit eine starke
Streuung. Es läßt sich folgern, daß die DLA Population
aus Galaxien von unterschiedlichem morphologischen Typ und in
unterschiedlichen Stadien der chemischen Entwicklung gebildet werden.
Die beobachteten Häufigkeitsverhältnisse wurden auf auf Effekte
durch die Anwesenheit von Staub fuer jeden individuellen Fall
korrigiert. Das Muster der relativen Häufigkeiten für die DLA bei
z=1.15 in Richtung heb läßt auf eine erheblichen Anwesenheit
von Staub schließen. Die staubkorrigierten Häufigkeitsmuster
sind mit einer solaren oder 2/3 solaren Häufigkeit
verträglich. Die Systeme bei z=0.68 und bei z=2.33 zeigen einen
vernachlässigbaren Staubanteil, und ihr Häufigkeitsmuster gleicht
dem in metallarmen Halo-Sternen. Es ist keine primäre N-Produktion
in massiven Sternen nötig, um die Häufigkeiten zu
erklären. Keine Entwicklung der Muster relativer Häufigkeit
konnte beobachtet werden. Der Vergleich mit anderen DLA Systemen zeigt
ein Anwachsen des Staub-zu-Metall-Verhältnisses mit steigender
Metallhäufigkeit, in Gegensatz zu früheren Ergebnissen.
Die hochaufgelösten Daten zeigen eine sehr komplexe Struktur für
die Profile von niedrig ionisierten Spezies. Die große Ausdehnung
und die unterschiedliche Absorptionsverteilung im Geschwindigkeitsraum
lassen sich nicht mit der Annahme vereinbaren, DLA seien
ausschließlich dicke rotierende Scheiben oder einzelne
Zwerggalaxien. Das z=1.15 System zeigt mindestens drei
größere Unterstrukturen in einen Bereich von mehr als 700 km,
die größte Ausdehnung, die bisher für ein DLA System gefunden
wurde. Die kinematischen Profile lassen auf eine Heterogenität der
DLA Population schließen. Mögliche Korrelationen zwischen
Kinematik und Metallhäufigkeit wurden diskutiert.
Die Suche nach neutralem Kohlenstoff zeigt, daß Systeme ohne
signifikante Staubkonzentration weniger vor ionisierenden
Quellen abgeschirmt sind als Systeme mit Staub. CIHI wächst mit
abnehmendem z, wie von der Entwicklung des metallgalaktischen
ionisierenden Hintergrunds erwartet. Im allgemeinen zeigen die Profile
der hochionisierten Spezies keine Ähnlichkeit zu den der schwach
ionisierten.
Nur sehr wenige DLA bei z<1.4 wurden bisher untersucht. Die
Vergrösserung des Samples ist für das Verständnis ihrer Natur
wesentlich.
Damped Lyman \alpha systems (DLA) in spectra of high-redshifted quasars have been studied at z=0.68 towards hea, z=1.15 towards heb, z=2.33 towards hec and z=3.02 towards hed. The results have been interpreted in comparison with DLA in a wide z range. A large number of metal lines associated with these DLA have been detected at high resolution. The metallicity does not seem to increase with decreasing z (at < z > =1, < [Zn/H] > < q -1.05 has been derived), contrary to predictions from cosmic chemical enrichment models, and shows a large scatter. This result suggests that galaxies of different morphological type and at different stages of chemical evolution constitute the DLA population. The observed abundance ratios have been corrected for dust depletion effects computing the extinction explicitly in each case. The relative abundance pattern for the DLA at z=1.15 towards heb indicates a high depletion degree and dust-corrected abundances compatible with a solar-like or 2/3 solar-like pattern. The systems at z=0.68 and at z=2.33 present a negligible dust content and their abundance pattern resemble that in metal-poor Halo stars. No primary N production in massive stars is required to explain the abundances. No evolution of the relative abundance pattern could be established. After enlarging the DLA sample, increasing dust-to-metal ratio with increasing metallicity is observed, contrary to previous results. The high resolution data reveal a very complex structure for the low-ion profiles. The large extent and different absorption distribution in the velocity space are not compatible with DLA being exclusively thick rotating disks or individual dwarf galaxies. The z=1.15 system shows at least three main substructures over more than 700 km, the largest extent ever found for a DLA. The kinematic profiles support the probable heterogeneity of the DLA population. Possible correlations between kinematics and metallicity have been discussed. The search for neutral carbon shows that systems without significant amounts of dust grains are less shielded from ionizing sources than systems where dust is present. CIHI increases with decreasing z, as expected from the evolution of the metagalactic ionizing background. In general, profiles of highly ionized species show no similarity to those of the low-ionized ones. Very few DLA at z<1.4 had been analyzed up to now and enlarging the sample is essential to understand their nature.