Кіріспе

Шотланд физигі және метеорологы (1828–1887)

Балфур Стюарт (1 қараша 1828 – 19 желтоқсан 1887) – шотланд физигі және метеорологы. Оның сәулелі жылу саласындағы зерттеулерінің нәтижесінде 1868 жылы Корольдік қоғамның Рамфорд медалін алды. 1859 жылы Кью обсерваториясының директоры болып тағайындалды. Манчестердегі Оуэнс колледжінің физика профессоры болып сайланды және өмірінің соңына дейін, 19 желтоқсан 1887 жылы Ирландиядағы Дрогеда қаласының жанында қайтыс болды. Ол бірнеше сәтті ғылым оқулықтарының авторы, сондай-ақ «Британ энциклопедиясының» тоғызыншы басылымындағы «Жердің магниттігі» мақаласын жазды.

Мансап

Стюарт 1828 жылдың 1 қарашасында Лейтте (Эдинбургтің солтүстігінде), Лондон қатарының 1-ші үйінде, шай саудагері Уильям Стюарт пен оның әйелі Джейн Клаустонның ұлы болып дүниеге келді. Оның әкесі Ұлыбритания мен Австралиядағы бизнеспен айналысқан. Ол Дундиде білім алды. Содан кейін Санкт-Эндрюс университетінде және Эдинбург университетінде физика мамандығын оқыды. Эдинбургте физиканы оқығаннан кейін, 1856 жылы Джеймс Дэвид Форбстың ассистенты болды. Форбсты жылу, метеорология және жер бетіндегі магнетизм мәселелері қызықтырды, және Стюарт өзін осы салаға арнады. Ол алғашқыда сәулелі жылуға қызығушылық танытты, ал 1858 жылы осы тақырыптағы алғашқы зерттеулерін аяқтады. Бұл Пьер Превостың "Айырбастау заңының" едәуір кеңеюіне әкелді және оған сәулеленудің беткі құбылыс емес, сәулеленетін дененің ішкі бөлігінен өтетінін, ал заттың сәулелену және сіңіру қабілеттері тек сәулелену үшін ғана емес, сонымен қатар оның әрбір құрауышы үшін де тең болуы керектігін анықтауға мүмкіндік берді. Осы еңбегі үшін ол 1868 жылы алты жыл бұрын сайланған Корольдік қоғамның Рамфорд медалін алды. Физиканың осы және басқа да салаларымен айналысқан басқа да жұмыстарының арасында "Қатты спектроскоппен бақылаулар", "Вакуумда жылдам қозғалыс арқылы дискіні қыздыру", "Көрнекті қозғалыс кезінде затты қамтитын кеңістіктегі жылулық тепе-теңдік" және "Бір остық кристалдардағы ішкі сәулелену" аталуы мүмкін. 1859 жылы ол Кью обсерваториясының директоры болып тағайындалды, және ол жерде метеорология мен жер бетіндегі магнетизм мәселелеріне қызығушылық танытты. 1870 жылы, теміржол апатында ауыр жарақат алған жылы, ол Манчестердегі Оуэнс колледжінің физика профессоры болып сайланды және өліміне дейін, 1887 жылдың 19 желтоқсанында Ирландияның Дрогеда қаласында осы қызметте қалды. Ол бірнеше сәтті ғылыми оқулықтардың авторы болды, сондай-ақ Британ энциклопедиясының тоғызыншы басылымындағы "Жердегі магнетизм" мақаласын жазды. Профессор П. Г. Тайтпен бірлесіп ол алғашқыда анонимді түрде жарияланған "Көрінбейтін Ғалам" атты еңбекті жазды, оның мақсаты ғылым мен діннің үйлесімсіздігі туралы кең таралған пікірге қарсы тұру болды. Діни сенімі берік адам болғандықтан, ол әлемнің әртүрлі жерлерінде "көбінесе зорлық-зомбылықпен және өте кең ауқымды магниттік бұзылыстар" тіркелгенін атап өтті, бірақ Кью обсерваториясының өзін-өзі жазатын магнитографтарының арқасында "Жердің магниттік күшінің үш элементінің жай-күйін үздіксіз фотографтық түрде тіркеуге мүмкіндік болды, атап айтқанда, еңіс, көлденең және тік қарқындылық". Стюарт келесідей пікір білдірді. Енді мен осы магниттік дауылдың ерекшеліктеріне тоқталайын. Бізде екі түрлі, бірінен-бірі анық ажыратылатын, әрқайсысы кенеттен басталып, біртіндеп аяқталатын екі толассыздық бар, біріншісі 28 тамыз кешінде, ал екіншісі 2 қыркүйек күні таңертең басталды. Осы екі үлкен бұзылу уақыт бойынша жоғарыда айтылған екі үлкен ауроральдық құбылысқа сәйкес келеді. Екінші бұзылу 1859 жылдың 1 қыркүйегінде Ричард Каррингтон мен Ричард Ходжсон телескоп арқылы байқаған үлкен күн жарқылының нәтижесінде туды. Бірінші бұзылудың басталуына дейін күн белсенділігі байқалмады. Бұл себебі байланысты күн жарқылы оның пайда болуы кезінде оптикалық телескоптармен байқалмаған немесе жарқылы өзі Карингтон жарқылы сияқты оптикалық немесе "ақ жарық" тудырмаған және сол кездегі оптикалық телескоптарға көрінбеген болуы мүмкін. 1859 жылдың 11 қарашасындағы Корольдік астрономиялық қоғамның отырысында Ричард Каррингтон 1 қыркүйекте сағат 11:18 GMT-да болған және кейіннен оның құрметіне аталған үлкен жарқылы туралы байқауларын сипаттаған мақаласын ұсынды. Отырыстан кейін редакциялық қосымша ретінде төмендегі пікір жақшада берілді. (Каррингтон мырза қоғамның қарашадағы отырысында сол кездегі күн дискінің толық диаграммасын және Кьюде алынған үш магниттік элементтердің өзгерулерінің фотографиялық жазбаларының көшірмелерін көрсетті және 1 қыркүйекте сағат 11:20-да орташа, бірақ өте айқын бұзылу болғанын атап өтті; және түн ортасынан кейін төрт сағаттан кейін үлкен магниттік дауыл басталды, бұл кейінгі есептерде оңтүстік және солтүстік жарты шарларда айтарлықтай болды. Қазіргі оқиғалар ескерілуге лайық болса да, ол оларды асығыс байланыстыруға бейім емес. Бір қарлығаш жазды жаратпайды.) Осы қосымшадан Ричард Каррингтон магниттік бұзылысты Күн бетінде байқаған оқиғамен байланыстыруға кәсіби тұрғыдан дайын болмағаны анық көрінеді, тіпті олар шамамен бір уақытта болған болса да. Ол шындығында магнитографтарды Корольдік астрономиялық қоғамның отырысында көрсеткен. Сағат 11:20 GMT уақыты басқа есептермен сәйкес келеді, бірақ 2 қыркүйектегі сағат 04:00 GMT-да магниттік дауылдың басталу уақыты Стюарттың хабарлағаннан бір сағат ертерек. Стюарт сондай-ақ SFE (Solar Flare Effect) – күн жарқылының әсері, Х-сәулелері мен ең жоғары ультракөк сәулелер (EUV) тудырған ионосфера ағындарының күшеюі, магнитометрлердегі күнделікті өзгерістерге жауапты екенін хабарлады. SFE көбінесе Күннің тікелей үстіндегі жерлерге (яғни, Күн басында болатын нүктеге) жақын жерлерде байқалады және күн жарқылы болған кезде күнге қарап тұрған жарты шардан ғана байқалуы мүмкін. Стюарттың уақытын пайдаланатын болсақ, Каррингтон оқиғасымен байланысты күннің жарқылы Жерге 17 сағат 45 минутта жеткен. Стюарт 1859 жылдың 28 тамыз кешіндегі сағат 22:30 GMT-да Кью обсерваториясының өзін-өзі жазатын магнитографтарымен тіркелген алғашқы геомагниттік дауыл басталғанын хабарлады. Егер бірінші үлкен геомагниттік дауыл Каррингтон оқиғасы сияқты ауқымды күн жарқылынан тудырылған болса, онда Кью магнитографтарының жазбаларында екінші дауылдың басталуына дейін SFE байқалатынын анықтау қызықты болар еді. Күн жарқылының жылдамдығы бірдей жарқылы бар күн жарқылында да әртүрлі болуы мүмкін болғандықтан, SFE сигналы бірінші дауылдың басталуынан 17 сағат бұрын ғана емес, сонымен қатар дауылдың басталу уақытына дейін 24-48 сағат бұрын да болуы мүмкін.