天頂（天文学および日常的な用法）

特徴と定義

天頂は観測者の位置によって定まるため、たとえ短い距離しか離れていない二人の観測者でも、それぞれ異なる天頂をもつ。観測天文学で用いられる地平座標系では、天体の高度は地平線から天体まで上向きに測定される。天体の高度が90度のとき、その天体は天頂にある。補角となる天頂距離は、90度から高度を引いた値に等しい。大気屈折は天頂付近で最も小さく、そのためこの付近での観測は大気による歪みを受けにくい。

要点：

• 天頂は有形の点ではなく、方向である。
• 重力によって定まる局所鉛直線、すなわち下げ振り線に沿って位置する。
• 天頂距離と天頂角は、空における位置を測る一般的な座標である。

例として、地理学的北極では北天の極が天頂と一致する。ほかの緯度では、星の赤緯が観測者の緯度に等しいときに限り、その星は天頂に達する。

用途と実用上の重要性

天頂は複数の分野で役割を果たす。観測天文学者は大気の影響を減らすため天頂観測を行い、専用の「天頂望遠鏡」は天頂近くの星を追跡する。太陽科学および気候科学では、太陽天頂角、すなわち太陽光線と鉛直方向とのなす角が、日射量と日中の加熱を左右する。測地学、GPSや超長基線干渉法などの無線技術では、大気中の遅延はしばしば「天頂」遅延として表され、その後ほかの仰角に対応する値へ換算される。

このほか、局所鉛直と天頂が機器の向きを定める助けとなる航法や測量でも用いられる。また文化的・詩的な用法では、「zenith」は最高点や頂点を表す。

歴史と区別

「zenith」という語は中世の学術を通じてヨーロッパ諸語に入り、ラテン語および古フランス語の形を経て、おおむね「頭の方向」を意味するアラビア語句に由来する。天頂は、地球の軸によって固定される天の極や、天頂と両極を通る仮想の円である子午線とは異なる。天底は常に、観測者の足元の地面を通って天頂の正反対にあることに留意されたい。

より入門的な内容については天文学の資料、空の地図については星空ガイド、重力と局所鉛直に関する解説については重力に関する資料、天底との比較については天底の解説を参照。