Mid-infrared imaging of dust in galaxies

In het proefschrift van Guido van der Wolk worden opnames van vroeg-type spiraalstelsels en de kernen van radiostelsels geanalyseerd. De opnames van ESO’s Very Large Telescope en de Spitzer Space Telescoop zijn gemaakt in het mid-infrarood, een golflengtegebied dat recent beschikbaar is gekomen door nieuwe detectortechnologie. Van der Wolk laat zien dat de mid-infrarood opnames uitstekend geschikt zijn om de sterpopulaties en stervorming in sterrenstelsels en de mate van activiteit van centrale supermassieve zwarte gaten te bestuderen. Sterrenstelsels zijn de bouwstenen van het heelal. Ze bestaan voornamelijk uit sterren en stof- en gaswolken. In veel van deze stof- en gaswolken worden nieuwe sterren gevormd. Centraal in vrijwel elk sterrenstelsel bevindt zich een supermassief zwart gat. Een klein deel van de sterrenstelsels heeft een zeer heldere kern, een zogenaamde actieve galactische kern (AGK), die soms zelfs vele malen meer licht uitstraalt dan alle sterren in het melkwegstelsel bij elkaar. Deze grote hoeveelheid energie ontstaat doordat materie dat naar een supermassief zwarte gat valt, met een enorme snelheid gaat roteren, daardoor heet wordt en fel gaat stralen. Resultaten die uit het proefschrift volgen, zijn: (i) De centrale gebieden van vroeg-type spiraalstelsels vertonen een grote variatie in de mate en manier van stervorming. (ii) Door middel van een combinatie van mid-infrarood kleuren kunnen galactische kernen met lage accretie-activiteit efficiënt worden opgespoord (iii) Afbeeldingen bij mid-infrarode golflenten kunnen uitstekend gebruikt worden om de aard van de accretie van actieve kernen van radiostelsels te bestuderen. Galaxies are the building blocks of the universe. Their main components are stars, dust and gas clouds. Many dust and gas clouds harbour newly formed stars. Supermassive black holes can be found in the nuclei of almost all galaxies. A small fraction of galaxies have a very bright nucleus, a so-called active galactic nucleus (AGN), with in some cases an energy output that exceeds the amount of radiation from all the stars in the galaxy. This energy is believed to arise from the accretion of matter onto the supermassive black hole. In this thesis images of early-type spiral galaxies and the nuclei of radio galaxies are analyzed. The images, from ESO's Very Large Telescope, and from the Spitzer Space Telescope, have been taken in the mid-infrared, a wavelength region that only recently has become available due to new detector-developments. This thesis shows that the mid-infrared provides an excellent method to study the stellar populations and star formation across galaxies and the accretion activity of their central supermassive black holes. Conclusions that follow from this work are: (i) The central regions of early-type spiral galaxies show a large range of star formation rates and modes. (ii) Using a combination of mid-infrared colours one can detecting active galactic nuclei with a low accretion efficiency very efficently.(iii) Infrared images can be used very well to study the nature of the nuclear activity in the active galactic nuclei of radio galaxies.