Die Photonen-Ankunftszeitanalyse  

Unabhängig von der jeweiligen Wellenlänge ermöglicht die Analyse der zeitlichen Struktur eines von einem Neutronenstern emittierten Signals wichtige Aussagen über eine Vielzahl der direkt oder indirekt mit der Emission verknüpften physikalischen Vorgänge und trägt somit in wesentlichen Punkten zur Bestimmung der jeweils vorhandenen Emissionsprozesse und Strahlungscharakteristika bei. Dies gilt sowohl für ein zeitlich konstantes Signal, als auch insbesondere für den Fall einer mit der Rotation des Neutronensterns gekoppelten, periodisch sich ändernden Emission. Die Charakterisierung der gepulsten Strahlung findet dabei im allgemeinen anhand der Pulsarlichtkurve statt, aus deren Analyse sich Größen wie Anzahl, Breite ('duty cycle') und Phasenlage der Pulse sowie Modulationstiefe und das Verhältnis des gepulsten Photonenflusses relativ zum detektierten Gesamtfluß ableiten lassen. Anzahl und Breite der Pulse geben dabei Aufschluß über Häufigkeit und Größe der Emissionsgebiete, so wie die Kenntnis der relativen Phasenlage eines Pulses, innerhalb verschiedener Energiebereiche, Aussagen über Geometrie und Ort der Pulsemission ermöglicht. Die Kenntnis des gepulsten und ungepulsten Röntgenflusses liefert darüberhinaus wichtige Randbedingungen für die Spektralanalyse, muß doch ein geeignetes Spektralmodell neben der richtigen Beschreibung des Gesamtspektrums auch in der Lage sein, den gepulsten und ungepulsten Röntgenfluß zumindest größenordnungsmäßig richtig wiederzugeben. Ein wesentliches Ziel der in dieser Arbeit durchgeführten Ankunftszeitanalysen besteht somit in einer Bestimmung und Charakterisierung der Röntgenlichtkurven für die jeweils betrachteten Quellen.

Eine notwendige Voraussetzung für die Durchführbarkeit solcher Ankunftszeitanalysen ist, neben der Existenz eines statistisch signifikanten Datensatzes, eine genügend feine Zeitauflösung des verwendeten Nachweisinstruments. Sowohl der PSPC- als auch der HRI-Detektor erfüllen dieses Kriterium und ermöglichen bei einer effektiven Zeitauflösung von $\approx 130\,\mu s$ bzw. $\approx 64\,\mu s$ noch die Photonen-Ankunftszeitanalyse eines von einem Millisekundenpulsar emittierten Röntgensignals. Die mit dem Eintreffen eines jeden Photons registrierte Photon-Event-Zeit liegt dabei zunächst jedoch in Einheiten der Satelliteneigenzeit (SCC, spacecraft clock) vor, wobei der jeweils registrierte Zeitwert nicht nur von äußeren Systemparametern wie Start- und Reset-Zeiten der ROSAT-Uhr abhängt, sondern zudem noch durch eine sich ständig ändernde Position des Satelliten und einer daraus resultierenden Signal-Laufzeitänderung zwischen Quelle und Detektor verfälscht wird. Vor der eigentlichen Ankunftszeitanalyse müssen deshalb die registrierten Event-Zeiten bezüglich dieser experimentbedingten, systematischen Verfälschungen geeignet korrigiert werden. Die Beschreibung der dazu verwendeten Orbit- und Baryzentrums-Korrektur ist dabei Gegenstand der nachfolgenden Unterabschnitte.