Mirando hacia el Cénit (Zenith)

El cénit es el punto directamente sobre el observador. en la imagen se ve un avión en el cielo justo al pasar arriba de un área interior de un edificio con muchas ventanas. En Unsplash por Zhuojun Yu en https://unsplash.com/photos/an-airplane-flying-in-the-sky-through-a-window-oEUAyzSqqS0

Objetivos:

Terminada la lección podrás:

Explicar los conceptos fundamentales de la ubicación espacial del observador.

Elba M Sepulveda

¿Qué es el Cenit (Zenith)?

El cenit (o, en inglés, zenith) es un punto fundamental en la esfera celeste para un observador dado. Se define como el punto en el cielo que se encuentra directamente encima de la cabeza del observador.

El cénit es el punto directamente sobre el observador. En Pexels por J M T Photography en https://www.pexels.com/search/zenith/

Imagina una línea recta que comienza en el centro de la Tierra, pasa por el observador y se extiende hacia el cielo. El punto donde esa línea interseca la esfera celeste es el cenit.

Características importantes del cenit:

Es único para cada observador: El cenit no es una ubicación fija en el cielo; cambia a medida que el observador se mueve sobre la superficie terrestre. Lo que es el cenit para ti en este momento, no lo es para alguien en el otro lado del mundo.
Es el punto más alto en el cielo: Cualquier objeto celeste que pase por el cenit para un observador está en su punto más alto observable en el cielo en ese momento.
Coordenada fundamental: Es un punto de referencia clave en sistemas de coordenadas celestes como el sistema horizontal, donde se utiliza para definir el ángulo de elevación o altura de un objeto. Un objeto en el cenit tiene una altura de 90 grados.

Antípoda:

El Nadir El punto opuesto al cenit, es decir, el punto en la esfera celeste directamente debajo de los pies del observador, se llama nadir.

¿Cómo nos ubicamos en la Tierra con relación al espacio sideral?

Nuestra ubicación en la Tierra y nuestra relación con el espacio sideral se entienden a través de una combinación de sistemas de coordenadas y la observación de objetos celestes.

1. Coordenadas Terrestres:

Primero, nos ubicamos en la Tierra usando coordenadas geográficas:

Latitud: Indica nuestra posición norte o sur del ecuador (de 0° a 90° Norte o Sur). La latitud es crucial porque determina la altura del polo celeste (y, por extensión, la altura de las estrellas circumpolares y la trayectoria aparente del Sol) en nuestro cielo.
- En el Polo Norte (90° N), la Estrella Polar (Polaris) estaría casi directamente en el cenit.
- En el Ecuador (0°), la Estrella Polar estaría en el horizonte norte.
Longitud: Indica nuestra posición este u oeste del meridiano de Greenwich (de 0° a 180° Este u Oeste). La longitud nos dice dónde estamos en términos de la rotación de la Tierra, y se relaciona con el tiempo solar local.

2. Coordenadas Celestes (para ubicar objetos en el espacio):

Una vez que sabemos dónde estamos en la Tierra, podemos ubicar objetos en el espacio sideral usando diferentes sistemas de coordenadas celestes, que son análogos a la latitud y longitud en la Tierra:

Sistema Horizontal (Altitud-Acimut): Este es el sistema más intuitivo para un observador.
Altitud (o Altura): El ángulo de un objeto sobre el horizonte. Va de 0° (en el horizonte) a 90° (en el cenit).
Acimut: El ángulo medido en el horizonte desde el punto cardinal norte (0°), pasando por el este (90°), sur (180°) y oeste (270°), hasta el objeto.
Limitación: Estas coordenadas son locales y cambian con el tiempo. Una estrella tendrá diferente altitud y acimut a diferentes horas o desde diferentes ubicaciones en la Tierra.

Sistema Ecuatorial (Ascensión Recta-Declinación):

Este es el sistema más utilizado por los astrónomos porque las coordenadas de un objeto no cambian con la rotación de la Tierra ni con la posición del observador (ignorando el movimiento propio y la precesión a largo plazo).

Declinación (Dec):

Análoga a la latitud terrestre. Mide el ángulo de un objeto celeste al norte (+) o al sur (-) del ecuador celeste (la proyección del ecuador terrestre en el cielo). Va de +90° (polo celeste norte) a -90° (polo celeste sur).

Ascensión Recta (AR):

Análoga a la longitud terrestre. Mide la distancia angular hacia el este a lo largo del ecuador celeste desde un punto de referencia llamado el “punto vernal” (donde el Sol cruza el ecuador celeste en el equinoccio de primavera). Se mide en horas, minutos y segundos (0h a 24h).

¿Cómo lo usamos?

Para encontrar un objeto con coordenadas AR/Dec, un telescopio con montura ecuatorial puede ser alineado con el polo celeste. Una vez alineado, se puede “apuntar” a las coordenadas AR y Dec deseadas, y el telescopio seguirá el objeto automáticamente a medida que la Tierra rota.

3. La Rotación y Traslación de la Tierra:

Nuestra ubicación en el espacio sideral también está definida por los movimientos de la Tierra:

Rotación: La Tierra gira sobre su eje una vez cada 24 horas (aproximadamente). Este movimiento es el que hace que las estrellas parezcan moverse a través del cielo y que tengamos día y noche. Si observamos las estrellas, podemos notar su movimiento aparente, que es un reflejo de nuestra rotación.
Traslación: La Tierra orbita alrededor del Sol una vez al año. Este movimiento significa que, a lo largo de un año, la constelación de estrellas que vemos en el cielo nocturno cambia. Por ejemplo, las constelaciones de invierno son diferentes de las de verano porque estamos viendo el espacio desde una posición diferente en nuestra órbita.

En Resumen:

Nos ubicamos en la Tierra usando latitud y longitud. Luego, para relacionarnos con el espacio sideral:

Utilizamos el cenit como nuestro punto de referencia directamente superior.
Las coordenadas horizontales (altitud y acimut) nos dicen dónde está algo en nuestro cielo local.
Las coordenadas ecuatoriales (ascensión recta y declinación) nos dan una ubicación fija de los objetos en la esfera celeste, independientemente de nuestra posición o la hora, lo que es esencial para los astrónomos y la navegación estelar.
Nuestros propios movimientos de rotación y traslación son los que determinan qué parte del cielo vemos en un momento dado y a lo largo del año.

Así, estamos constantemente moviéndonos en el espacio, y nuestra percepción del cielo nocturno es un reflejo dinámico de nuestra posición y movimiento en el vasto universo.