リチャード・クリストファー・キャリントン

リチャード・クリストファー・キャリントン（1826年5月26日 - 1875年11月27日）^[2]はイギリスのアマチュア天文学者であり、1859年の天文観測で太陽フレアの存在を実証し、それが地球とオーロラに電気的影響を与えていることを示唆した。また、1863年の太陽黒点観測の記録では太陽の差動回転を明らかにした。^[3]

キャリントンはチェルシーで、ブレントフォードの大きなビール醸造所の経営者リチャード・キャリントンとその妻エスター・クラーク・アプリンの次男として生まれた。^[4]彼は1844年にケンブリッジ大学トリニティ・カレッジに入学したが、父親の意向で教会に進学することになっていたが、次第に科学的な傾向が勝り、チャリス教授の講義が天文学実践へと最終的に駆り立てた。彼の人生の目的のこの変化に反対するものはなく、彼には十分な資金の見込みがあったので、1848年に36番目の学位を取得して間もなく、^[4]ダラム大学の観測員の職に応募したのは、純粋に経験を積むためであった。彼は1849年10月にそこで職務に就いたが、^[4]すぐにその職務の範囲の狭さに不満を感じるようになった。天文台には観測機器が不足しており、^[4]研究に割ける時間ができたことで、彼の目標は広がるばかりだった。とりわけ、フリードリヒ・ベッセルとフリードリヒ・ヴィルヘルム・アルゲランダーの星域は、彼にとって模範的なものであり、彼はそれを極地まで拡張して完成させようと決意した。先人たちをはるかに超えて、10等星まで観測対象に含めたいと願った彼は、適切な観測機器を申請したが、無駄だった。そしてついに、ダーラムでの計画を少しでも達成できず、これ以上滞在しても利益が得られないとの見込みから、1852年3月にその職を辞した。しかし、怠けていたわけではない。彼が口径 6.5 インチのフラウンホーファー赤道儀で行った、特に小惑星や彗星の観測の一部は、暫定的な状態で「Monthly Notices」や「Astronomische Nachrichten」に掲載され、その全体は「1849 年 10 月から 1852 年 4 月にかけてダラム大学天文台で行われた天文観測の結果」と題する一冊の本にまとめられました (Durham、1855 年)。1851 年 3 月 14 日、彼は王立天文学会(RAS) の会員に選ばれ、観測者としての彼の並外れた功績がすぐに認められました。

1852 年 6 月、彼はサリー州レッドヒルに天文台と住居を建設する場所を定めました。1853 年 7 月、グリニッジ モデルを縮小した 5½ フィート焦点の太陽面通過円と、口径 4½ インチの赤道儀 (どちらもシムズ製) が設置され、作業が開始されました。1853 年 12 月 9 日、キャリントンは予備調査の結果として、極から 9 度以内にある 11 等星までのすべての星を含む 9 枚の地図草稿の印刷コピーを RAS に提出しました (Monthly Notices、xiv. 40)。採用された計画を 3 年間着実に進めた結果、1857 年に「1854 年、1855 年、1856 年にレッドヒルで観測され、1855 年の平均位置にまで縮小された3,735 個の周極星のカタログ」が作成されました。 ^[2]この作品は公費で印刷された。海軍大臣らの決定により、パリ天文台の「年報」の次巻に収録するというルヴェリエの寛大な申し出を受け入れる必要はなくなった。この作品は王立天文学会の金メダルを受賞し、1859年2月11日に授与された授与式でメイン氏は、その設計の優れた有用性と、その実施の「標準的な優秀さ」について詳しく述べた(同上 xix. 162)。この中には、シュヴェルトが680個の恒星について行った位置とレッドヒルで得られた位置との骨の折れる比較と、極付近の恒星に適用される補正理論全体に関する詳細な論文が含まれていた。カタログには、銅版印刷の対応する地図10枚が添付されていた。

一方、キャリントンは、その時点で特に興味深く重要な「第二の主題」を採用し、いつものように巧みにそれを研究していた。新しい天文台が建設中だった間、彼は余暇の一部をロシア科学アカデミーが所有する太陽黒点の図面と記録の調査に費やし、体系的な太陽観測の必要性と不足に大いに衝撃を受けた。ちょうどその頃、サビーヌとウルフが太陽の磁気周期と黒点周期の一致を発見したことが発表され、彼は他の観測者が先入観を持っているか、または他の観測者がそれに気付いていないことを利用して、「綿密で系統的な研究」によって次の 11 年周期を自分のものにできるはずだと考えた。そこで彼は、昼間のエネルギーを太陽に捧げ、夜は星のために残すことを決意した。しかし、太陽物理学全体は、慎重に視野から除外した。彼は自分の仕事を、太陽の自転周期の真の値を決定すること（奇妙なことに矛盾した値が得られていた）、黄斑の分布の法則を追跡すること、そして恒久的な表面電流の存在を調査することに限定した。これらの目的を十分に達成するには、新しい観察、縮小、比較の装置が必要だった。写真撮影はすぐに使用するには未発達すぎるとして後継者に任せ、彼は太陽ディスクに独自の円形マイクロメーターを作るというアイデアに基づく方法を選択した。太陽のイメージは、4½ インチ赤道儀の接眼レンズから、ディスクの直径が 12 ～ 14 インチになるように離れた場所に置かれたスクリーンに投影された。しっかりと固定された望遠鏡の焦点には、平らな金線の 2 本の棒が互いに直角に固定され、子午線の両側に約 45 度傾いていた。その後、反転した像がスクリーンを横切ると、測定対象となる太陽の縁と黒点核のワイヤーとの接触の瞬間がそれぞれ記録され、簡単な計算で太陽中心の位置が判明した（同書 xiv. 153）。

このようにして、7年半の間に、954の別々のグループについて5,290回の観測が行われ、その多くは正確に図面に描かれました。しかし、1858年7月に父親が急逝し、それに伴って醸造所の経営がキャリントンに引き継がれたため、彼の研究計画の完全な遂行は頓挫しました。彼はしばらくの間、以前に個人的に行っていた太陽の研究を監督し続けました。しかし、1861年3月、商業的な仕事から解放される見込みがなくなったため、シリーズを終了するのが賢明だと考えました。結果は四つ折りの本にまとめられ、出版は王立協会の助成金によって支援されました。その題名は、「1853年11月9日から1861年3月24日までレッドヒル（ロンドン、1863年）で行われた太陽の斑点の観測」でした。これほど都合よくデータが提供されたことはありませんでした。おそらくスペクトル分析の発表よりも効果的に、それらは太陽物理学に関する考え方に革命をもたらしました。

太陽の自転速度を確かめようとする努力は、その指標となる黒点の「固有運動」と呼ばれるものによって、常に妨げられてきた。キャリントンは、これらは実際には光球の大きな「体の動き」によるもので、赤道から極に向かって明らかに減少していることを示した (同上 xix. 81)。したがって、太陽表面の観測によって確かめられる単一の周期はなかった。赤道の黒点では、(通常) 北と南の限界である 45° にある黒点よりも約 2 日半短い時間で一周することが判明した。想定された「平均周期」である 25.38 太陽日は、実際には赤道から 14° の 2 つのゾーンにのみ適用され、赤道に近いほど自転時間は短く、赤道から遠いほど長くなっていた。キャリントンは、経験的表現 865′ ± 165 . sin 7/4 (l – 1°) によって、任意の太陽緯度 l における点の毎日の移動を表すことに成功した。しかし、彼はこの現象を説明しようとはしなかった。しかし、この現象は、太陽を垂直な流れによって貫かれるガス体とするフェイの理論 (1865) の基礎となり、最終的には、炎に包まれているが冷たく暗く、居住可能な球体であるとするハーシェルの考えに取って代わった。

キャリントンによる太陽の自転要素の決定は、今でも標準的な権威となっている。彼は、太陽の赤道面に対する傾斜を 7° 15′、昇交点の経度を 73° 40′ と定めた (いずれも 1850 年)。1856 年の極小期の頃に彼が発見した太陽黒点の分布の特異性は、彼の言うところの「太陽現象の特徴である規則的な不規則性と不規則な規則性の教訓的な例」となった (同書 xix. 1)。極小期が近づくにつれて、擾乱帯は徐々に赤道に向かって縮小し、赤道付近で消滅した。その後すぐに、あたかもまったく新しい衝動によるかのように、比較的高緯度で 2 つの新しい系列が発生し、赤道に沿って広がった。この奇妙な過程について、満足のいく理論的根拠はまだ得られていない。それにもかかわらず、それは太陽黒点の発達過程と密接に関係しており、ヴォルフは1833年から1836年にかけてのベームの観測で同様の行動の証拠を発見し、シュペーラーとセッキは1867年にそれが再発することを認識した。

ダーラム大学でまだ修行中だったキャリントンは、1851年7月28日の皆既日食の際にスウェーデンを訪れ、イェータ川沿いのリラ・エデットで観測を行い、その内容は王立天文学会の紀要(xxi. 58)に掲載された。そこで得られた経験は、1858年5月に海軍大臣らによって印刷・配布されたパンフレット「1858年9月7日の皆既日食の影の中にいる可能性のある人々への情報と提案」としてまとめられ、一般に公開された。このパンフレットに記された日食は、南米で観測可能であった。 1856年にヨーロッパ大陸を訪れた際に、彼はドイツのいくつかの天文台の状態に関する貴重な報告書（Monthly Notices、xvii. 43）を作成する機会を得たほか、デッサウのシュヴァーベを訪問してその功績に特に注目し、翌年には王立協会の金メダルを授与するという栄誉に浴した。彼は1857年から1862年まで同協会の書記官としての職務を精力的に遂行し、1860年6月7日に王立協会の会員に選出された。

キャリントンは、仲間のアマチュア天文家ホジソン氏と独立して太陽黒点を記録しており、1859年9月1日の異常な太陽爆発を直接目撃した。キャリントンとホジソンはそれぞれ独立した報告書をまとめ、王立天文学会月報に並べて掲載し、1859年11月の王立天文学会の会議でその出来事の絵を展示した。^{[5] [6]}

地磁気太陽フレアはその後数日間に地球を襲い、その本体はアメリカ大陸に落ちた。電気通信の初期の時代、最も大きな影響を受けたのは電信システムだった。ヨーロッパと北アメリカ中の電線が機能しなくなり、場合によっては電信技師が感電した。^[7] 電信塔から火花が散った。^[8] 電信技師の中には、電源を切ったにもかかわらずメッセージの送受信を続けることができた者もいた。^{[9]キャリントンの太陽嵐の観測に基づいて、このイベントは現在}キャリントンイベントと呼ばれ、同様の規模のイベントは「キャリントンクラス」イベントに分類されている。^[10]

しかし、彼が有用な仕事をする権限を保持していたリースは、残念ながら期限切れになりつつあった。1865年に重病にかかり、健康が永久に損なわれた。1869年に彼はローザ・エレン・ジェフリーズ（1845-75）と結婚し、醸造所を処分した後、サリー州チャートに引退し、地元ではミドル・デビルズ・ジャンプと呼ばれていた高さ60フィートの孤立した円錐丘の頂上の寂しく風光明媚な場所に、新しい天文台を建設した（同上、xxx. 43）。その主な機器は、シュタインハイルの原理に基づく大型の経緯台であったが、それを使用して行われた観測の記録はない。彼はもはやRASの会議に出席せず、1873年1月10日の会議への最後の通信は、彼が建設を考えていた巨大な「二重経緯台」に関するものであった（同上、xxxiii. 118）。

しかし、悲惨な悲劇が起こった。1875 年 11 月 17 日の朝、彼の妻は、クロラールの過剰摂取により、ベッドで死亡しているのが発見された。この事件は、おそらく検死陪審の評決で伝えられた、適切な看護予防措置が不十分だったという非難と相まって、夫の精神に多大な打撃を与えた。彼は検死審問の日に家を出て、一週間ぶりに家に戻ったが、そこには召使いが誰もいなかった。11 月 27 日には彼が家に入るのが目撃されたが、その後生きているところを目撃されることはなかった。しばらくして、近所の誰かが警報を鳴らし、ドアが破られ、彼の遺体は離れたアパートの鍵のかかったマットレスの上に横たわって発見された。痛みを和らげるかのように、左耳には茶葉の湿布が巻かれており、死後の検査では、脳への出血が死因であることが判明した。 「自然死」の判決が下された。

キャリントンの黒点観測と縮小の原稿本、および二折の絵本は、彼の死後、リンゼイ卿（後のクロフォード伯爵）によって購入され、王立天文学会に寄贈された（同上、xxxvi. 249）。キャリントンは同団体に2,000ポンドを遺贈した。^[4]科学コレクションへの彼の多数の寄稿の中には、1860年12月14日に天文学会で発表された論文「太陽系の宇宙運動と関連した放物線状および双曲状彗星の近日点の分布について」が挙げられる（Mem. RA Soc. xxix. 355）。この結果は、モーンの同時期の調査と同様に否定的な結果となり、制御されていない状況により無意味であると考えられたが、彗星と太陽系の本来の関係に関する重要な真実を伝えたのかもしれない。

キャリントンは11年周期の太陽黒点活動を発見したわけではないが、ハインリッヒ・シュヴァーベの研究について聞いた後に太陽黒点活動を観察した結果、その周期にキャリントンの名前が付けられるようになった。例えば、2002年の太陽黒点極大はキャリントン周期第23号であった。

キャリントンは、太陽黒点の動きに基づいて太陽の自転軸の要素も決定し、彼の研究結果は現在でも使用されています。キャリントン回転は、低緯度における太陽の自転速度の観測に基づいて太陽の経度を測定するシステムです。

キャリントンは、シュペーラーの法則の確立につながる最初の観察を行った。

キャリントンは1859年に王立天文学会（RAS）の金メダルを受賞した。

キャリントンは1864年、フランス科学アカデミーのラランド賞も受賞した。受賞理由は、 1853年11月9日から1861年3月24日までレッドヒルで行われた太陽黒点の観測である。この賞は王立天文学会月報には掲載されなかったが、これはおそらくキャリントンが、ケンブリッジ大学がローンディーン天文学・幾何学教授のジョン・カウチ・アダムスをケンブリッジ天文台の非観測所長に任命したことに対して、辛辣で辛辣な批判をしたためだろう。キャリントンは不快感を示し、1865年に2つ目の金メダルとなるはずだった 王立天文学会の公式選考対象から『太陽黒点の観測』を撤回した。

1859年9月1日、キャリントンともう一人のイギリスのアマチュア天文学者リチャード・ホジソンは、独立して太陽フレアの初めての観測を行った。バルフォア・スチュワートがキュー天文台の磁力計の記録で同時に観測した「クロシェ」と、翌日に観測された磁気嵐のため、キャリントンは太陽と地球のつながりを疑った。このため、1859年の磁気嵐はしばしばキャリントン・イベントと呼ばれる。^{[11] [12]} 1859年の磁気嵐の影響に関する世界的な報告書は、エリアス・ルーミスによってまとめられ、出版され、キャリントンとバルフォア・スチュワートの観測を裏付けた。

• キャリントン、リチャード・クリストファー（1855）、ダラム大学天文台における天文観測の結果...、ダラム：WEダンカンと息子
• キャリントン、リチャード・クリストファー（1857）、3735周極星のカタログ、ロングマン、ブラウン、グリーン、ロングマン
• キャリントン、RC (1859)、「1859 年 9 月 1 日に太陽に現れた特異な現象の説明」、Monthly Notices of the Royal Astronomical Society、20 : 13–15、Bibcode :1859MNRAS..20...13C、doi : 10.1093/mnras/20.1.13
• キャリントン、リチャード・クリストファー（1863年）、1853年から1861年までの太陽黒点の観測（1863年）ウィリアムズとノーゲート

この記事には、パブリック ドメインである次のソースからのテキストが組み込まれています: Stephen, Leslie 編 (1887)。「Carrington, Richard Christopher」。Dictionary of National Biography 9。ロンドン: Smith, Elder & Co.

• スティーブン、レスリー編 (1887)。「リチャード・クリストファー・キャリントン」 。英国人名辞典。第 9 巻。ロンドン: スミス・エルダー & カンパニー。

• アシュブルック、ジョセフ（1984）「リチャード・キャリントンと太陽の「特異な出現」」天文スクラップブック、マサチューセッツ州ケンブリッジ：スカイ出版、pp. 340-344、ISBN 0-933346-24-7– 1960年7月号のSky & Telescopeに掲載された記事
• クラーク、スチュアート（2007年）『太陽の王たち：リチャード・キャリントンの予期せぬ悲劇と近代天文学の始まりの物語』プリンストン：プリンストン大学出版局、ISBN 978-0691126609
• クラーク、スチュアート (2007)、「天文の火: リチャード・キャリントンと 1859 年の太陽フレア」、エンデバー、31 (3) (2007 年 9 月発行): 104–9、doi :10.1016/j.endeavour.2007.07.004、PMID  17764743
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• 「キャリントンのスター出演」^{[リンク切れ‍ ]} : ジョン・ノース著、タイムズ文芸付録、2007 年 10 月 24 日の記事
• ウェイバックマシンの High Altitude Observatory の伝記(2006 年 2 月 21 日アーカイブ)
• 天文学者ステン・オーデンヴァルトによるキャリントンの詳細な歴史と年表
• R. キャリントン @天体物理学データシステム