Por que em algumas épocas do ano podemos observar algumas estrelas apenas no hemisfério norte e outras apenas no hemisfério sul?

Hemisfério Sul

Cada estação do ano pode ser reconhecida através de constelações "chaves", que são grandes e de fácil localização, formadas por estrelas brilhantes, e que geralmente podem ser vistas até mesmo em regiões com alto nível de poluição luminosa, como São Paulo por exemplo. Vale ressaltar que estamos nos baseando no hemisfério sul. No final desta página, veja também o reconhecimento no hemisfério norte¹.

Abaixo, veja qual é a constelação simbolo de cada estação do ano, aqui, no hemisfério sul:

Estação: Outono
Constelação Símbolo: Leo (Leão)
Estrelas e objetos: Regulus (α) , Denebola (β) , Algeiba (γ).

Constelação de Leo
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Créditos: Stellarium

Estação: Inverno
Constelação Símbolo: Scorpius (Escorpião)
Estrelas e objetos: Antares (α) , Shaula (β) , Lesat (γ).

Por que em algumas épocas do ano podemos observar algumas estrelas apenas no hemisfério norte e outras apenas no hemisfério sul?
Constelação de Scorpius
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Créditos: Stellarium

Estação: Primavera
Constelação Símbolo: Pegasus (Pégaso)
Estrelas e objetos: Markab (α) , Enif (ε).

Constelação de Pegasus
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Créditos: Stellarium

Estação: Verão
Constelação Símbolo: Orion (Órion)
Estrelas e objetos: Betelgeuse (α) , Rigel (β) , Bellatrix (γ) , Saiph (κ) , Mintaka (δ) , Alnilan (ε) , Alnitak (ζ) . Nebulosa de Orion (M 42).

Constelação de Orion
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Créditos: Stellarium

No hemisfério sul, é muito utilizado o termo "triângulo de verão", para o triangulo imaginário formado pelas estrelas Betelgeuse de Orion, Sírius de Canis Major e Procyon de Canis Minor.

      1-Vale lembrar que, no hemisfério norte, essa formula é alterada, pois quando no hemisfério sul é verão, no hemisfério norte é inverno, portanto:

No hemisfério norte: no Outono a constelação é Pegasus, no Inverno é Orion, na primavera é Leo e no Verão a constelação símbolo é Scorpius.

Créditos: Stellarium

A astronomia é uma das mais antigas ciências. Os primeiros astrônomos foram capazes de compreender padrões do movimento celeste, identificar as fases da lua, prever eclipses lunares e solares, definir constantes dos movimentos planetários e a partir disso associar os acontecimentos no céu aos fenômenos na Terra. Há, por exemplo, registros do uso da astronomia no Egito antigo, com o intuito de prever as inundações do rio Nilo e o auxílio na produção agrícola. 

Para identificar os movimentos observados no céu, os astrônomos da antiguidade criaram regiões que eram, basicamente, desenhos formados ao ligar as estrelas no céu, como numa brincadeira de ligar os pontos. Esses desenhos poderiam ser usados como referências e receberam o nome de constelações.

Por que em algumas épocas do ano podemos observar algumas estrelas apenas no hemisfério norte e outras apenas no hemisfério sul?

Constelações como expressão da cultura dos diferentes povos

Naquela época, as pessoas acreditavam que todos os fenômenos que aconteciam, na Terra ou no céu, estavam ligados aos deuses, por isso é simples entender que a maioria dos desenhos observados no céu remetiam a divindades de diversos povos e culturas. Muitas vezes, o céu foi usado para contar histórias de uma mitologia complexa, exemplificada por meio dos desenhos no céu. Algumas das histórias eram carregadas de ensinamentos passados de geração em geração. Além de deuses, foram representados diversos seres vivos e objetos em constelações diferentes. 

Cada povo sempre olhou o céu de sua forma, criando suas próprias constelações. Com isso, existiam conjuntos de estrelas que pertenciam a constelações diferentes e que poderiam estar associadas a significados diferentes. Estudar as constelações de diferentes povos é também uma forma de estudar a sua cultura. 

Por que em algumas épocas do ano podemos observar algumas estrelas apenas no hemisfério norte e outras apenas no hemisfério sul?

Padronização

No século XX, surgiu a necessidade de se criar um sistema universal de constelações, para que todos reconhecessem o céu da mesma forma. Com o aprofundamento dos estudos sobre os corpos celestes, entendeu-se a necessidade de padronizar a organização das estrelas, para que todos pudessem encontrar um objeto no céu ou uma ordem no universo a partir da mesma constelação de referência.

Desse modo, em 1929, a União Astronômica Internacional (IAU) dividiu o céu em 88 regiões, que seriam identificadas com o auxílio de um desenho. A maioria das constelações escolhidas por eles estavam associadas à mitologia grega. Diferente do que é entendido em algumas culturas astronômicas, nessa divisão uma estrela não poderia fazer parte de mais de uma constelação, pois isso não seria uma divisão exata do céu. Definiu-se também que a constelação não é somente o desenho, mas que, na verdade, o céu está dividido por linhas imaginárias e o desenho é usado para identificar cada região no céu, de modo que mesmo se uma estrela não fizer parte do desenho, ainda assim, faz parte da constelação.

Por que em algumas épocas do ano podemos observar algumas estrelas apenas no hemisfério norte e outras apenas no hemisfério sul?

Uma questão de perspectiva

É importante entender que as constelações não são objetos reais, são somente padrões que as estrelas formam no céu, observados aqui da Terra. Essas estrelas que observamos próximas umas das outras e que nos mostram um desenho, muitas vezes estão extremamente distantes entre si e não têm conexões umas com as outras.

Por que em algumas épocas do ano podemos observar algumas estrelas apenas no hemisfério norte e outras apenas no hemisfério sul?

Imagem retirada de https://images.app.goo.gl/U7qDCupaFuHgCTBj9

Observe a imagem acima. Ela representa a constelação de Órion e nós a observamos como se  todas as estrelas estivessem em um mesmo plano, em duas dimensões. Na verdade, quando olhamos para as estrelas em três dimensões, percebemos que cada uma está a uma distância diferente da Terra e que o desenho observado é só uma questão de perspectiva. 

Constelações e estações do ano

Podemos usar as constelações como referência para marcar as estações do ano. Órion, por exemplo, se for observado próximo ao leste no início da noite, indicará que estamos no verão do Hemisfério Sul, ou inverno do Hemisfério Norte. A constelação que está do lado oposto de Órion no céu é Escorpião. Por estar do lado oposto, considerando o Hemisfério Sul, quando Escorpião aparecer ao leste no céu no início da noite, você poderá afirmar que está na estação oposta, o inverno, ou no verão do Hemisfério Norte. 

Por que em algumas épocas do ano podemos observar algumas estrelas apenas no hemisfério norte e outras apenas no hemisfério sul?

Ursa Menor e Cruzeiro do Sul

Algumas constelações só podem ser vistas completamente por alguém que se encontra numa determinada região da Terra. Por exemplo, a Ursa Menor não é observada por nós no Hemisfério Sul, somente por quem está no Hemisfério Norte. Lá eles podem usar a estrela Polaris, que se localiza na constelação da Ursa Menor, para achar o ponto cardeal Norte, a partir de uma reta perpendicular ao horizonte e que passa de forma imaginária por esta estrela. Já no Hemisfério Sul, nós observamos o Cruzeiro do Sul, que pode ser útil  para encontrarmos o ponto cardeal Sul. 

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[Texto de autoria de Letícia Rioga, estagiária do Núcleo de Astronomia]

Por que algumas estrelas do Hemisfério Norte não são vistas por um observador no hemisfério sul?

Algumas constelações visíveis em um hemisfério não são visíveis no outro, pois a própria Terra bloqueia o campo de visão do observador.

Porque em algumas épocas do ano podemos observar algumas estrelas?

Resposta: Isso ocorre pois o horizonte não nos permite observar todas as estrelas contidas no céu. Também tem o fato de que algumas constelações são próprias do Hemisfério norte, e outras do Hemisfério sul. Isso ocorre por causa do eixo de inclinação da Terra.

Qual e a relação das constelações com os hemisférios e as estações do ano?

Para cada estação do ano temos uma constelação símbolo. Órion: simboliza o verão para o hemisfério sul e o inverno para o hemisfério norte; Leão: outono para o sul e primavera para o norte; Escorpião: inverno para o sul e verão para o norte; Pégaso: primavera para o sul e outono para o norte.

Por que os dois hemisférios norte e sul recebem diferentes quantidades de raios solares no decorrer do ano?

A diferença na distribuição dos raios solares entre os dois hemisférios é consequência de uma inclinação de aproximadamente 23°27' do eixo de rotação da Terra (movimento que a Terra realiza em torno de seu próprio eixo) com relação ao eixo de translação (movimento que a Terra realiza em torno do Sol).