En astronomía observacional , culminación es el paso de un objeto celeste (como el Sol , la Luna , un planeta , una estrella , una constelación o un objeto de cielo profundo ) a través del meridiano local del observador . [1] Estos eventos también se conocían como tránsitos de meridianos , se usaban en cronometraje y navegación , y se medían con precisión utilizando un telescopio de tránsito .
Durante cada día, cada objeto celeste parece moverse a lo largo de una trayectoria circular en la esfera celeste debido a la rotación de la Tierra creando dos momentos cuando cruza el meridiano. [2] [3] Excepto en los polos geográficos , cualquier objeto celeste que pasa por el meridiano tiene una culminación superior , cuando alcanza su punto más alto (el momento en el que está más cercano al cenit ), y casi doce horas después, le sigue. por una culminación inferior , cuando alcanza su punto más bajo (el más cercano al Nadir ). El tiempo de culminación (cuando el objeto culmina) se utiliza a menudo para referirse a la culminación superior. [2] [3] [4]
La altitud de un objeto ( A ) en grados en su culminación superior es igual a 90 menos la latitud del observador ( L ) más la declinación del objeto ( δ ):
Tres casos dependen de la latitud del observador ( L ) y la declinación ( δ ) del objeto celeste : [ cita necesaria ]
El tercer caso se aplica a objetos en una parte del cielo igual al coseno de la latitud (en el ecuador se aplica a todos los objetos, porque el cielo gira alrededor de la línea horizontal norte-sur; en los polos se aplica a ninguno, porque el cielo gira alrededor de la línea vertical). El primer y segundo caso se aplican cada uno a la mitad del cielo restante. [ cita necesaria ]
El periodo entre una culminación y la siguiente es un día sidéreo , que son exactamente 24 horas sidéreas y 4 minutos menos que las 24 horas solares comunes , mientras que el periodo entre una culminación superior y otra inferior es de 12 horas sidéreas. El período entre culminaciones sucesivas de día a día (rotacionales) se efectúa principalmente por el movimiento propio orbital de la Tierra , que produce las diferentes longitudes entre el día solar (el intervalo entre culminaciones del Sol) y el día sidéreo (el intervalo entre culminaciones de cualquier referencia) . estrella ) o el día estelar , ligeramente más preciso y sin precesión afectada . [5] Esto da como resultado que las culminaciones ocurran cada día solar en diferentes momentos, tomando un año sidéreo (366,3 días), un año que es un día más que el año solar , para que una culminación vuelva a ocurrir. Por lo tanto, sólo una vez cada 366,3 días solares la culminación se repite al mismo tiempo de un día solar, mientras que se repite cada día sidéreo. [6] Los pequeños cambios restantes en el período de culminación de un año sidéreo a otro son, por otro lado, causados principalmente por la nutación (con un ciclo de 18,6 años), lo que resulta en la precesión axial de la Tierra en una escala de tiempo más larga (con un ciclo de 26.000 años). ciclo), [7] [8] mientras que la precesión absidal y otras mecánicas tienen un impacto mucho menor en la observación sidérea, impactando significativamente más el clima de la Tierra a través de los ciclos de Milankovitch . Sin embargo, en tales escalas de tiempo las propias estrellas cambian de posición, especialmente aquellas estrellas que, vistas desde el Sistema Solar , tienen un movimiento propio elevado .
El paralaje estelar parece ser un movimiento similar a todos estos movimientos aparentes, pero sólo tiene un ligero efecto de día sideral no promediado a día sideral, volviendo a su posición aparente original, completando un ciclo en cada órbita, con un ligero cambio adicional duradero en la posición debido a las precesiones. Este fenómeno resulta del cambio de posición de la Tierra en su trayectoria orbital.
Desde los trópicos y latitudes medias , el Sol es visible en el cielo en su culminación superior (al mediodía solar ) e invisible (debajo del horizonte) en su culminación inferior (a la medianoche solar ). Cuando se ve desde la región dentro de cualquiera de los círculos polares alrededor del solsticio de invierno de ese hemisferio (el solsticio de diciembre en el Ártico y el solsticio de junio en la Antártida ), el Sol está debajo del horizonte en ambas culminaciones.
Suponiendo que la declinación del Sol es +20° cuando cruza el meridiano local, entonces el ángulo complementario de 70° (del Sol al polo) se suma y se resta de la latitud del observador para encontrar las altitudes solares en las partes superior e inferior. culminaciones inferiores, respectivamente. [ cita necesaria ]
Desde la mayor parte del hemisferio norte , Polaris (la estrella polar) y las otras estrellas de la constelación de la Osa Menor giran en sentido antihorario alrededor del polo norte celeste y permanecen visibles en ambas culminaciones (siempre que el cielo esté lo suficientemente claro y oscuro). En el hemisferio sur no hay ninguna estrella polar brillante, pero la constelación de Octans gira en el sentido de las agujas del reloj alrededor del polo sur celeste y permanece visible en ambas culminaciones. [9]
Cualquier objeto astronómico que siempre permanezca por encima del horizonte local, visto desde la latitud del observador, se describe como circumpolar . [ cita necesaria ] [9]