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Alignment of Disc Galaxies : Testing the Theory of Angular-Momentum Acquisition

Andrae, René

German Title: Alignment von Scheibengalaxien

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Abstract

This thesis is concerned with the formation of disc galaxies, a special type of galaxies characterised by ordered rotation. The main focus is on testing predictions of theories that try to explain the angular-momentum acquisition of these galaxies. A major issue concerns the proper quanti cation of galaxy morphologies. This is of vital importance for automated and reproducible classi cation of disc galaxies in large data samples. The most promising approach is to expand galaxy morphologies into orthonormal basis functions based on a well motived light pro le (the Sersic profi le). In the main part of this thesis, the angular momenta of several thousand disc galaxies from the Sloan Digital Sky Survey are analysed. It is demonstrated that previous investigations lacked a rigorous account for the relevant error sources, which lead to unjusti ed con rmations of theoretical predictions. If all relevant errors are considered, there is no statistical evidence con rming these predictions. The methods developed here are also relevant in a wider context, as they are applicable to other astrophysical investigations. This thesis concludes with a detailed discussion of potential improvements of measurements and an outline of an observational strategy that will allow for a more decisive empirical test of the theoretical predictions.

Translation of abstract (German)

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entstehung von Scheibengalaxien, welche sich durch ihre geordnete Rotation von anderen Galaxienarten unterscheiden. Im Fokus steht die Überprüfung theoretischer Vorhersagen, welche zu erklären versuchen wie diese Scheibengalaxien zu ihrem Drehimpuls kommen. Ein wesentlicher Teil der Arbeit ist die Untersuchung wie sich Galaxienformen sinnvoll und korrekt quanti zieren lassen. Dies ist eine wesentliche Voraussetzung für die automatisierte und reproduzierbare Klassi kation von Scheibengalaxien in umfangreichen Datensätzen. Besonders vertieft wird der Ansatz Galaxienmorphologien in orthonormale Basisfunktionen zu zerlegen, welche auf einem realistischen Lichtpro l beruhen { dem Sersicpro fil. Der Hauptteil der Arbeit befasst sich mit der statistischen Analyse der Drehimpulse mehrerer Tausend Scheibengalaxien aus dem Sloan Digital Sky Survey. Hierbei wird besonderer Wert auf die korrekte Behandlung aller relevanten Fehlerquellen gelegt. Es wird detailliert aufgezeigt, dass bisherige Untersuchungen die wesentlichen Fehlerquellen unzureichend betrachtet haben und folglich eine unzutre ende Bestätigung theoretischer Vorhersagen lieferten. Bei Berücksichtigung dieser Fehlerquellen ndet sich keine statistische Evidenz für die Korrektheit dieser Vorhersagen. Die hierbei entwickelten Methoden lassen sich leicht auf andere astrophysikalische Fragestellungen verallgemeinern. Die Arbeit schließt mit einer detaillierten Analyse möglicher Verbesserungen und einer Beobachtungsstrategie, welche die Datenlage hinreichend verbessern sollte, sodass die theoretischen Vorhersagen in absehbarer Zeit mit größerer Genauigkeit überprüft werden können.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Jahnke, Dr. Knud
Date of thesis defense: 12. October 2011
Date Deposited: 28. Nov 2011 09:03
Date: 2011
Faculties / Institutes: Service facilities > Max-Planck-Institute allgemein > MPI for Astronomy
Subjects: 520 Astronomy and allied sciences
Uncontrolled Keywords: Scheibengalaxien , Drehimpuls , Morphologiedisc galaxies , angular momentum , morphology
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