On the nature of fossil galaxy groups

Galaxienwechselwirkungen und die Verschmelzung von Galaxien treten vorwiegend in losen Galaxiengruppen auf. Numerische Simulationen sowie die Beobachtungen im optischen und im Rontgenbereich der letzten Jahre haben gezeigt, dass dieser galaktische Kannibalismus zur Entstehung sogenannter fossiler Gruppen fuhren kann. Die dynamische Reibung als wesentlicher physikalischer Prozess fordert die Verschmelzung einzelner Galaxien in gewohnlichen losen Galaxiengruppen, wobei eine zentrale, massereiche elliptische Galaxie das Endprodukt darstellt. Die Untersuchungen der letzten Jahre legen nahe, dass fossile Galaxiengruppen sehr haufig sind und als die Vorlaufer der hellsten elliptischen Galaxien im Zentrum massereicher Haufen gelten konnten. Durch ihre unspektakulare Erscheinung im Optischen konnten bis heute jedoch nur wenige fossile Gruppen identifiziert werden, weswegen erst wenig uber ihre Entstehung und Entwicklung bekannt ist. In dieser Arbeit wurden erganzend zu fruheren Studien, die SDSS und RASS Durchmusterungen systematisch durchsucht, um neue fossile Galaxiengruppen, basierend auf deren optischen Auswahlkriterien, zu finden. Diese Suche resultierte in 34 neuen, zuvor noch nicht klassifizierten Kandidaten. Es wurden Beobachtungen mit dem Spektrographen ISIS am 4.2 m William Herschel Telescope (WHT) auf La Palma durchgefuhrt, um die stellaren Populationen und kinematischen Eigenschaften der zentralen elliptischen Galaxien von 6 fossilen Kandidaten zu untersuchen. Alter und Metallizitat wurden mittels der Analyse von Lick/IDS indices und dem Fitten von single stellar population (SSP) Modellen an die beobachteten Galaxienspektren bestimmt. Dies lieferte Alters- und Metallizitatsgradienten, sowie die raumliche Variation der Absorptionslinienstarken in diesen Galaxien. Zusatzlich konnte mit dem multiobject Spektrographen VIMOS am ESO VLT die Galaxienpopulation des fossilen Kandidaten RX J1548.9+0851 untersucht werden, um Gruppenmitgliedschaften, die optische Leuchtkraftfunktion, Alter und Metallizitat von Gruppenmitgliedern, sowie die Dynamik des Systems zu analysieren. Die beobachteten zentralen elliptischen Galaxien am WHT zeigen unter anderem negative Metallizitatsgradienten. Des Weiteren liegen diese Objekte auf der Faber-Jackson Relation und auf der Fundamentalebene von Galaxien fruhen morphologischen Typs, was ein Entstehungsszenario ahnlich dem von gewohnlichen elliptischen Galaxien nahelegt. Gruppenmitglieder des fossilen Kandidaten RX J1548.9+0851 zeigen eine klare Korrelation zwischen SSP Alter, Radialgeschwindigkeiten, sowie der Lage der Galaxien innerhalb der Gruppe. Die altesten Mitglieder der Gruppe sind entlang einer filamentartigen Struktur, welche mit der Orientierung der Hauptachse der zentralen elliptischen Galaxie korreliert, verteilt. Da diese Objekte auch den Kern der beobachteten Radialgeschwindigkeitsverteilung bilden, ist es naheligend, dass diese Galaxien zuerst entstanden sind und ein virialisiertes subsample darstellen, welches die Orientierung des Dunkle-Materie-Halos der Gruppe skizziert. Die zentrale elliptische Galaxie zeigt auserdem ausgepragte symmetrische Schalen entlang der Hauptachse der Galaxie, ein Indiz fur einen kurzlichen minor merger.