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Bei dem sich in der Fokalebene des ROSAT-XRTs befindenden Bildwandlers HRI handelt es sich um einen Mikrokanalplattendetektor, der sich in erster Linie durch sein hohes räumliches Auflösungsvermögen auszeichnet und seiner Bauweise nach bis auf wenige Details mit dem bereits beim Einstein-Observatorium zum Einsatz gekommenen Kanalplattendetektor übereinstimmt. Das dem HRI-Detektor (High Resolution Imager) zugrundeliegende physikalische Funktionsprinzip basiert dabei auf dem Photoeffekt. Danach lösen die in den Detektor einfallenden Röntgenphotonen zunächst an einer Photokathode primäre Photoelektronen aus, die dann in ihrem weiteren Verlauf durch elektrische Ziehfelder in die etwa m Durchmesser großen Kanäle einer Mikrokanalplatte gelenkt werden und dort durch eine Mehrfachstreuung mit der elektronenvervielfachenden Kanalwandbeschichtung zu einer Elektronenlawine verstärkt werden.
Zur Erhöhung der Teilchenzahl in der Elektronenlawine werden die auf
der Rückseite der ersten Mikrokanalplatte austretenden Elektronen
erneut auf die Mikrokanäle einer zweiten Kanalplatte gelenkt, die
dann als Bildverstärker wirkt und quasi Einheitslawinen erzeugt
(Pfeffermann et al 1986).
Die Aufgabe des nachgeschalteten elektrischen Feldes besteht nun darin,
die aus etwa Teilchen bestehenden Elektronenlawinen auf
ein Anodengitter zu lenken, über das dann ähnlich wie beim PSPC
die Zentralposition sowie die Ankunftzeit der auftreffenden Ladungswolke
mit Hilfe einer schnellen Elektronik festgestellt wird.
Die Nachverstärkung der zweiten Mikrokanalplatte bedingt dabei, daß
die Lawinenstärke unabhängig von der Zahl der ausgelösten
Primärelektronen ist, womit die Information über die Energie des
einfallenden Photons verloren geht und der HRI nur eine vernachlässigbare
Energieauflösung besitzt. Der Vorteil des HRI-Detektors gegenüber
dem abbildenden Proportionalzähler PSPC liegt dabei in der durch seine
spezielle Bauweise erreichten hohen räumlichen Auflösung.
Nominal sollte die Winkelauflösung für parallel zur optischen Achse des
Teleskops durchgeführte Beobachtungen etwa 2 Bogensekunden (FWHM)
betragen (Pfeffermann et al 1986), wobei sich jedoch aus der Untersuchung
der während des Flugbetriebes gemessenen Kalibrationsdaten herausstellte,
daß ein Wert von etwa 6-8 Bogensekunden (FWHM) realistischer erscheint
(David et al 1992). Obwohl dieser Wert also deutlich unter der nach den
Laboruntersuchungen erwarteten Winkelauflösung liegt, ist sie verglichen
mit der bereits sehr guten Winkelauflösung des PSPC-Detektors (etwa 25"
FWHM) noch einmal wesentlich besser, so daß sich der HRI-Detektor
besonders gut zur Strukturanalyse ausgedehnter Röntgenquellen eignet.
Gegenüber dem an Bord des Einstein-Observatoriums verwendeten HRI-Detektor
besitzt der ROSAT-HRI durch die Verwendung einer Cäsiumjodid-Photokathode
eine wesentlich höhere Quanteneffizienz und dadurch eine um den Faktor 3-4
höhere Empfindlichkeit. In Verbindung mit der hohen Winkelauflösung des
ROSAT-Spiegelsystems übersteigt die Leistungsfähigkeit des an Bord
von ROSAT verwendeten HRI-Detektors die seines Vorgängers deutlich.
Roberto Saglia