German Title: Klassifikation und Häufigkeit von extrem roten Galaxies mit R-J=>5

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Abstract

This thesis investigates the abundance and properties of extremely red galaxies (EROs). Although the existence of such conspicuous galaxies has been known for some time, there are numerous open questions regarding their nature, formation, and evolution. One reason is the number of different colour criteria applied to select EROs. Hence, different galaxy populations are called extremely red''. In this thesis, galaxies with R-J=>5 are classified as extremely red. The available data set is based on optical (R-band) and near-infrared (J-band) observations. We have compiled a catalogue of 160 objects, which were classified as galaxies either due to their surface brightness distribution or their brightness. Their surface and co-moving volume density is compared to that of similar objects, such as galaxies with R-K=>7, and other, high-redshift galaxies. Since there are no spectra or spectral energy distributions of such galaxies available, we use stellar population synthesis models to predict which class of galaxies can satisfy our colour criterion. We test various star formation scenarios, both for elliptical galaxies, dusty starbursts and spiral galaxies. Only elliptical galaxies at redshift > 1.4 and which have undergone the last phase of star formation at redshift z=3, have red enough spectral energy distributions to be classified as an ERO. Using multi-colour imaging on a small sample of fields, we have tested a photometric method to separate old elliptical galaxies and dusty starbursts with colours redder than R-K=5. Despite the small number of objects, we find that the relative abundance of both galaxy types is in good agreement with previously published results.

Translation of abstract (German)

Diese Arbeit untersucht die Haeufigkeit und die Eigenschaften extrem roter Galaxien. Obwohl die Existenz dieser auffaelligen Galaxien schon lange bekannt ist, gibt es noch eine ganze Reihe offener Fragen bezueglich ihrer Natur, Entstehung und Entwicklung. Das liegt zu einem in der Anzahl unterschiedlicher Definitionen des Begriffes "extrem rot", die zur Folge haben, dass unterschiedliche Galaxien Populationen diese Bezeichnung erhalten. In dieser Arbeit werden Galaxien mit einer Farbe von R-J=>5 als extrem rot klassifiziert. Der verwendete Datensatz beruht auf Beobachtungen im R und J-band. Mittels dieser Daten wurde ein Katalog von 160 Objekten zusammengestellt, die bereits auf Grund ihres Helligkeitsprofiles oder ihrer Magnitude als Galaxien eingestuft wurden. Die resultierende Oberflaechen- und Volumendichte wird mit den Ergebnissen fuer vergleichbare Objekte, wie zum Beispiel Galaxien mit R-K=>7, oder anderen, hoch rotverschobenen Galaxien verglichen. Da es bis jetzt noch keine Spektren oder spektrale Energieverteilung fuer diese extrem roten Galaxien gibt, benutzen wir stellare Populationssynthese Modelle um festzustellen, welche Klasse von Galaxien das gewaehlte Farbkriterium erfuellen. Getestet wurden unterschiedliche Sternentstehungsszenarien fuer elliptische Galaxien, staubreiche Galaxien mit intensiver Sternentstehung (staubreichen Starbursts) und Spiralgalaxien. Einzig elliptische Galaxien bei einer Rotverschiebung von mindestens z=1.4 und Sternenpopulationen die bei z=3 und frueher entstanden sind, werden im Laufe ihrer Entwicklung eine spektrale Energieverteilung aufweisen, die als extrem rot'' eingestuft werden kann. Mit den Ergebnissen von Vielfarben-Aufnahmen an einer kleinen Auswahl von Feldern, haben wir eine Methode zur Unterscheidung von alten elliptischen Galaxien und staubreichen Starbursts getestet und deren relative Haeufigkeit in einer Probe von Galaxien mit einer Farbe von R-K=>5 berechnet. Trotz der geringen Anzahl von Objekten, stellen wir eine gute Uebereinstimmung der relativen Haeufigkeit beider Populationen mit bereits veroeffentlichten Arbeiten fest.