Zenit

Aquest article tracta sobre el terme astronòmic. Vegeu-ne altres significats a «FC Zenit Sant Petersburg».

El zenit i el nadir sobre l'esfera celeste. En beix, el pla de l'horitzó astronòmic; en blau clar l'hemisferi celeste visible (superior), en blau fosc l'invisible (inferior); C és el centre de la Terra i de l'esfera celeste, i O és l'observador terrestre.

El zenit és el punt de la intersecció entre la vertical de l'observador i l'esfera celeste que queda per sobre de l'observador. És a dir, si imaginem una recta que passa pel centre de la Terra i per la nostra ubicació en la seva superfície, el zenit es troba sobre aquesta recta, situat exactament sobre el cap de l'observador. En direcció contrària, just per sota de l'observador, es troba el nadir, que seria el zenit per a un observador situat en un punt antípoda de la seva ubicació.

En el sistema de coordenades astronòmiques de tipus horitzontal, el zenit és el punt de la màxima altura possible, 90°. També hi ha el zenit geodèsic, que es defineix com el punt d'intersecció de la recta perpendicular a la superfície de l'el·lipsoide terrestre amb l'hemisferi celeste situat sobre la posició de l'observador.

Etimologia

Dibuix del Libro primero del astrolabio redondo, Alfons X de Castella (1277).

El mot «zenit» és un arabisme que prové dels llibres d'astronomia d'Alfons X de Castella. L'ètim àrab era سمت samt, plural سموت sumüt que significa ‘direcció’, i en l'expressió سمت الرأس samt al-ra's literalment ‘la direcció del cap’, era el terme astronòmic que es referia a un punt de l'hemisferi celeste que corresponia a un altre de la superfície terrestre en direcció vertical. Del plural ااسموت al-sumüt, amb article, s'adaptà el terme astronòmic «azimut» i del singular سمت الرأس samt al-ra's s'abrevià, en principi, com a *çemt i de la grafia castellana del segle xiii que canvià la ç per la z, passà a *zemt. Posteriorment, es confongué la m amb el dígraf ni, i es llegí zenit, que, malgrat era un error per culpa d'una confusió gràfica, resultava de pronunciació més habitual en les llengües derivades del llatí, que no l'estrany grup consonant mt. D'aquesta manera es propagà a les diferents llengües europees: castellà i gallec cenit, italià i polonès zenit, portuguès zénite, francès zénith, anglès i basc zenith, alemany Zenith o grec ςενίθ.

Posició d'un estel

En el sistema de coordenades horitzontal, els punts de referència d'un observador a l'hora de situar un estel són el zenit i l'horitzó. Per a determinar la posició d'un estel, primer s'ha de mesurar la seva altura $h$(l'angle que forma l'estel amb l'horitzó seguint el cercle màxim que passa per l'estel i el zenit), o bé la distància zenital, dita també coaltura $z$, que és l'angle que forma la posició de l'estel amb el zenit. L'altura és un angle comprès entre 0° i 90°, per tant, la relació entre l'altura i la coaltura és:

Sistema de coordenades horitzontals. En verd l'altura, en vermell l'angle azimutal (en aquest cas des del sud).

$$h+z=90^{\circ }$$

Seguidament, ha de determinar-se l'angle azimutal, en el pla de l'horitzó, comptat des del punt cardinal nord o sud fins a la vertical d'un astre.

Un meridià celeste és un cercle màxim de l'esfera celeste que conté els dos pols celestes. Pel zenit i pel nadir d'un observador hi passa el meridià del lloc, i equival a la projecció del corresponent meridià terrestre de l'observador sobre l'esfera celeste.

Pas del Sol pel zenit

Aproximadament el 21 de març i el 22 de setembre (equinocci de primavera i de tardor) el Sol té declinació nul·la, està situat a l'equador celeste, de manera que per a tots els observadors a l'equador terrestre el Sol arribarà a la posició més alta, duta culminació, en el zenit de l'observador. El 21 de juny aproximadament (solstici d'estiu), el Sol té una declinació igual a la inclinació de l'eix de rotació de la Terra respecte de l'eclíptica. En aquest moment el Sol culminarà en el zenit pels observadors situats al tròpic de Càncer. De la mateixa manera el Sol culminarà al zenit per a tots els observadors situats al tròpic de Capricorn el dia 21 de desembre, aproximadament (solstici d'hivern).

Pous de zenit

Per a comprovar de forma precisa si el sol es troba en el zenit, és possible observar un raig que passi per un forat pel bocal d'un pou segons una direcció vertical. Assenyalant el fons d'un pou. Eratòstenes aprofità la diferència d’angle del sol situat en el zenit a Siena —actual Assuan— (el raig anava vertical al fons del pou) i una localitat situada més al nord, Alexandria, per calcular el radi de la Terra.

Altres usos

Hi ha periscopis especials, per a submarins, destinats a observar el zenit. S’anomenen altiscopis.

Natural o artificial, la llum zenital es projecta verticalment des d'un punt superior. Joan Pich i Pon, en una de les seves piquiponades famoses, parlava de «llum genital».