Por que algumas constelações são visíveis em uma época do ano e em outras não?

Meu amigo Lucas me questionou esses dias sobre qual fator era responsável pela mudança de constelações visíveis no céu durante os meses do ano. Especificamente ele falava sobre as constelações de Orion e Escorpião que são visíveis em determinadas épocas e outras não, coisa que eu mesmo havia lhe dito. Respondi meio por cima, mas senti que lhe devia uma explicação mais detalhada, motivo pelo qual estou escrevendo esta. Vamos lá.

Por que algumas constelações são visíveis em uma época do ano e em outras não?

A resposta é simplesmente por causa do movimento de translação (a órbita) que a Terra faz em torno do Sol. O céu noturno que vemos é o que está em lado oposto do Sol. Vejamos na imagem de exemplo:

Tracei uma linha vermelha na Terra pra diferenciar a luz e sombra na superfície, e a partir destes pontos da sombra, tracei retas que simulam aproximadamente o que veríamos no céu noturno (área em azul). Notem que não conseguiremos ver parte do céu (A que está na direção solar). Mas e seis meses depois, qual será a situação?

Depois de seis meses e meia volta ao redor do Sol, a situação é inversa e aquela parte não visível é agora visualizada no azimute (alto do céu, 90º) e a parte anteriormente vista está na área não visível atrás do Sol.

Notem que essa área não visível vai mudando durante o ano e ela relaciona-se com o as constelações do Zodíaco. No hemisfério norte, durante cada mês, o Sol estará em uma das constelações zodiacais.

E pra exemplificar mais uma vez de modo definitivo, simulações do céu noturno observados, às ~0h00 no dia 25/12/13, 25/03/14, 25/06/14 e 25/09/14 em Bragança Paulista, SP. Notem como a vista noturna vai alterando-se durante o ano.

E é isso. Nada complicado. Abraço Lucão! J

Referências utilizadas para elaboração das imagens:
http://astro.unl.edu/animationsLinks.html

http://astro.unl.edu/classaction/animations/coordsmotion/siderealSolarTime.html

Stellarium, disponível em: http://www.stellarium.org/pt/