The nuclei of bulge-less galaxies [Elektronische Ressource] / presented by Jakob Walcher

Dissertationsubmitted to theCombined Faculties for the Natural Sciences and for Mathematicsof the Ruperto-Carola University of Heidelberg, Germanyfor the degree ofDoctor of Natural Sciencespresented byJakob Walcherborn in Darmstadt, Germanyoral examination: 26. January 2005The nuclei of bulge-less galaxiesProf. Dr. Hans-Walter RixReferees:Prof. Dr. Rainer SpurzemZusammenfassungAls Beitrag zur Vervollst andigung unseres Wissens ub er Galaxienzentren wurdedie Zentral-Region sehr sp ater (bulge-loser) Spiralgalaxien untersucht. Die beson-6 8ders hellen (10 { 10 L ), aber kompakten (r 5 pc) Sternhaufen, die von B oker eet al. (2002) in den Zentren dieser Galaxien gefunden wurden, wurden mit UVESam VLT spektroskopiert. Die Geschwindigkeitsdispersionen wurden bestimmt und5verwendet um die Massen der Sternhaufen zu bestimmen, die zwischen 8 10 und76 10 M liegen. Von denselben Spektren wurden die mittleren Alter der Stern-6 9haufen bestimmt (3 10 bis 3 10 Jahre). Die Metallizit aten betragen typischer-weise 2/5 des solaren Wertes. Es konnte nachgewiesen werden, da die Sternhaufenaus mehreren Sterngenerationen bestehen.Aus den dynamischen Eigenschaften der Sternhaufen folgt, dass sie von derStruktur her nicht bulges, sondern anderen massereichen Sternhaufen ahnlic h sind.Sie geh oren zu den Objekten mit der gr o ten mittleren Massendichte innerhalbdes halb-licht Radius’ im Universum.
Publié le : samedi 1 janvier 2005
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Dissertation
submitted to the
Combined Faculties for the Natural Sciences and for Mathematics
of the Ruperto-Carola University of Heidelberg, Germany
for the degree of
Doctor of Natural Sciences
presented by
Jakob Walcher
born in Darmstadt, Germany
oral examination: 26. January 2005The nuclei of bulge-less galaxies
Prof. Dr. Hans-Walter Rix
Referees:
Prof. Dr. Rainer SpurzemZusammenfassung
Als Beitrag zur Vervollst andigung unseres Wissens ub er Galaxienzentren wurde
die Zentral-Region sehr sp ater (bulge-loser) Spiralgalaxien untersucht. Die beson-
6 8ders hellen (10 { 10 L ), aber kompakten (r 5 pc) Sternhaufen, die von B oker e
et al. (2002) in den Zentren dieser Galaxien gefunden wurden, wurden mit UVES
am VLT spektroskopiert. Die Geschwindigkeitsdispersionen wurden bestimmt und
5verwendet um die Massen der Sternhaufen zu bestimmen, die zwischen 8 10 und
76 10 M liegen. Von denselben Spektren wurden die mittleren Alter der Stern-
6 9haufen bestimmt (3 10 bis 3 10 Jahre). Die Metallizit aten betragen typischer-
weise 2/5 des solaren Wertes. Es konnte nachgewiesen werden, da die Sternhaufen
aus mehreren Sterngenerationen bestehen.
Aus den dynamischen Eigenschaften der Sternhaufen folgt, dass sie von der
Struktur her nicht bulges, sondern anderen massereichen Sternhaufen ahnlic h sind.
Sie geh oren zu den Objekten mit der gr o ten mittleren Massendichte innerhalb
des halb-licht Radius’ im Universum. Diese Sternhaufen sind au erdem au er-
gew ohnlich, weil sie wiederkehrende Sternenstehungszyklen durchlaufen. Diese un-
gew hen Eigenschaften sind vermutlich die Folge ihrer ausgezeichneten Position
im Zentrum ihrer Muttergalaxien. Es ergab sich jedoch keine Korrelation zwischen
den Eigenschaften des Haufens und den gro sk aligen Eigenschaften dieser Mutter-
galaxie.
Abstract
I present a study of the central region of very late type (bulge-less) galaxies, as a
contribution to a full census of the nuclear properties of galaxies. The exceptionally
6 8bright (10 { 10 L ) but compact (r 5 pc) nuclear star clusters found by B oker et e
al. (2002) have been studied using spectra taken with UVES at the VLT. I measure
the velocity dispersions of nine clusters and use these to determine masses between
5 7810 and 610 M . The same spectra together with a population synthesis model
6 9yield mean luminosity weighted ages, which range between 310 and 310 years.
The mean metallicities are 2/5 the solar value. It is also shown that the clusters are
composed of several stellar populations with di eren t ages.
It follows from their dynamical properties that, rather than small bulges, the
closest structural kin of nuclear clusters are massive compact star clusters. Nuclear
clusters are among the objects with the highest mean mass density inside the e ec-
tive radius. Nuclear clusters are also exceptional in that they experience repeated
episodes of star formation. The unusual properties of this type of clusters probably
are a consequence of their location in the centers of their respective host galaxies.
No relation could be found between the large scale properties of the host galaxy and
those of the cluster.

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