Extragalaktische Planetarische Nebel als diagnostische Sonden der chemischen Entwicklung von Galaxien

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Planetarische Nebel (PN) sind leuchtstarke Emissionslinienobjekte, die mittels Schmalband-Bildaufnahmen auch in extragalaktischen Systemen gefunden werden (XPN), wo die stellare Komponente nur schwierig oder überhaupt nicht aufzulösen ist. Die Spektralanalyse von XPN ist neuerdings zu einem wichtigen diagnostischen Hilfsmittel für das Studium der chemischen Entwicklung von Galaxien, der sie konstituierenden Sterne und des Materiekreislaufs geworden. PN sind ionisierte, expandierende zirkumstellare Gashüllen um sterbende Sterne. Ihre Struktur beruht auf Photoionisation durch das stellare UV-Strahlungsfeld und auf einem System von Stoßwellen, das bei der Kollision von stellaren Winden mit unterschiedlichen Expansionsgeschwindigkeiten entsteht. Existierende Diagnostikmethoden ignorieren die Dynamik dieser Phänomene und betrachten PN als homogene statische Objekte im Ionisations- und Energiegleichgewicht. In XPN-Physik soll durch hydrodynamische Simulationsrechnungen, die mit gezielten Beobachtungen überprüft werden, erstmals systematisch untersucht werden, in welchem Maße Dichtestruktur, dynamische Effekte und Elementhäufigkeiten die Diagnostik von PN beeinflussen. Die zu erwartenden Resultate liefern einen wichtigen Baustein zur Entwicklung des Zukunftsthemas Spektralanalyse aufgelöster stellarer Populationen in Galaxien, einer die Science Cases für ELTs (Extremely Large Telescope).