High-redshift infrared galaxies:mid-infrared properties andevolutionary modelsElisabetta ValianteMu¨nchen 2008High-redshift infrared galaxies:mid-infrared properties andevolutionary modelsElisabetta ValianteDissertationan der Fakulta¨t fur¨ Physikder Ludwig–Maximilians–Universita¨tMunc¨ henvorgelegt vonElisabetta Valianteaus Notaresco(TE), ItalienMunc¨ hen, den 10. September 2008Erstgutachter: Prof. Dr. Reinhard GenzelZweitgutachter: Prof. Dr. Andreas M. BurkertTag der mu¨ndlichen Pru¨fung: 17. Oktober 2008ContentsZusammenfassung (Summary in German) 3Summary 51 Introduction 71.1 Framework . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71.1.1 Cosmological background . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71.1.2 Galaxy formation and evolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91.1.3 Observations of galaxies at high redshift: the role of submillimeter galaxies 101.1.4 Simulations of hierarchical galaxy formation . . . . . . . . . . . . 111.2 The role of technology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141.2.1 The Spitzer Space Telescope and IRS . . . . . . . . . . . . . . . . 141.2.2 The Herschel Space Observatory and PACS . . . . . . . . . . . . . 162 The first observed mid-infrared spectra of submillimeter galaxies 192.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202.2 Observations and Data Reduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212.