Tracing dust in old stellar populations

In den ausgedehnten Atmospharen und kuhlen stellaren Winden von Sternen am sog. Asymptotischen Riesenast (engl. Asymptotic Giant Branch, AGB) bieten sich optimale Bedingungen fur die Entstehung von kosmischen Festkorpern. Diese Staubpartikel hinterlassen ihre Spuren in den mittleren Infrarot (MIR) Spektren von alten stellaren Populationen. Die MIR-Spektren der AGB-Sterne des Kugelsternhaufens NGC104 konnten beispielsweise fur die Erklarung des 10 μm-Infrarot-Exzesses in alten Galaxien verwendet werden. Im Rahmen dieser Dissertation soll der Einfluss der Metallizitat auf das MIR-Spektrum von alten stellaren Populationen untersucht werden. Die Grundlage fur die Erstellung von integrierten MIR-Spektren bildet eine Auswahl von AGB-Sternen aus verschiedenen Kugelsternhaufen (Lebzelter et al. 2006 und Sloan et al. 2010). Diese werden entsprechend ihrer Metallizitat und ihres Alters in drei Gruppen zusammengefasst. Dadurch beinhalten die jeweiligen Sternhaufen-Kombinationen eine grosere Anzahl von mit dem Weltraumteleskop Spitzer beobachten AGB-Stern-Spektren. Fur die Erstellung von Farben-Helligkeitsdiagrammen der drei Kugelsternhaufen-Kombinationen werden die Sterne innerhalb des 90%-Massenradius der jeweiligen Sternhaufen verwendet. Um Leuchtkraftfunktionen (LFs) zu erstellen, konnen die Sterne anhand ihrer K-Magnitude in kleine Helligkeitsintervalle aufgeteilt werden. Diese auf 2MASS-Daten basierenden LFs werden in weiterer Folge mit LFs verglichen, die mittels theoretischer Isochronen der Padova-Gruppe (Bertelli et al. 2008, Marigo et al. 2008) berechnet werden. Fur die drei Kugelsternhaufen-Kombinationen werden mittels der 2MASS-Daten integrierte MIR-Spektren erstellt. Dafur werden die einzelnen Spektren der beobachteten AGB-Sterne mit der Sternanzahl aus den passenden LF-Intervallen gewichtet. Dies erfolgt unter der Annahme, dass Sterne mit gleicher Position im Farben-Helligkeitsdiagramm gleiche oder ahnliche MIR-Spektren aufweisen. Die ausgezeichnete photometrische und spektroskopische Erfassung von NGC104 erlaubt die Erforschung von unterschiedlichen Gewichtungsarten, wie beispielsweise diverser LFs oder verschiedener Haufigkeiten von TP-AGB-Sternen im Helligkeitsminimum. In diesem Zusammenhang ist es moglich, den flachen Staub-Exzess zu reproduzieren, wie er auch in Early-Type- Galaxien gefunden werden kann. Fur die beiden Kugelsternhaufen-Kombinationen mit hoherer Metallizitat ist eine derartige Untersuchung aufgrund der geringen Anzahl an vorhandenen MIR-Spektren nicht moglich. Alle integrierten MIR-Spektren werden von Silikat-Staubbanden dominiert. Der Staub-Exzess nimmt mit steigender Metallizitat zu. Als Perspektive fur unsere Forschung gilt es, fur mehr Beobachtungsmaterial von Sternen, die sich am AGB befinden, zu sorgen. Dies wurde zum besseren Verstandnis von integrierten MIR-Spektren alter Sternpopulationen beitragen. Ein erster Vergleich mit synthetischen Sternspektren zeigt eine weitere Zugangsmoglichkeit auf und bildet einen Ausblick auf kunftige Projekte.