Você está certo em estar curioso! Parece contra -intuitivo, mas mesmo quando o sol está diretamente no alto (no seu zênite), objetos na vertical ainda lançam sombras. Aqui está o porquê:

* A terra é uma esfera: Os raios do sol atingiram a terra em um ângulo, mesmo quando está em seu zênite. Como a terra é curva, os raios que atingem o topo de um objeto são ligeiramente angulados em comparação com os raios que atingem a base do objeto.
* A luz viaja em linhas retas: Esse ângulo, embora sutil, faz com que o topo do objeto esteja na sombra enquanto a base recebe a luz solar direta.

Pense desta maneira:mesmo uma superfície perfeitamente plana lançaria tecnicamente uma sombra quando o sol estiver no seu zênite, porque a luz estaria atingindo a superfície em um leve ângulo.

Aqui está uma analogia:

Imagine que você está em frente a um prédio alto. Mesmo se você estiver diretamente em frente ao prédio, sua sombra ainda será visível no chão, porque seu corpo está bloqueando a luz do sol. O mesmo princípio se aplica a objetos em relação ao sol, mesmo em seu zênite.

A sombra no zênite pode ser muito pequena e fraca, mas ainda está lá!