Quella che segue è la trascrizione del secondo episodio di Macchine del tempo, un podcast ispirato alla prima grande mostra dell’Istituto nazionale di astrofisica, che parte dalla Terra e incrocia pianeti, stelle e galassie, fino a sfiorare l’origine del cosmo. Ideato, realizzato e condotto da Lucia Bucciarelli, quest’episodio – pubblicato per la prima volta il 15 febbraio 2025 – prosegue il viaggio spaziotemporale attraverso il Sistema solare, ripercorrendo i grandi cambiamenti dai tempi di Copernico, che per primo propose il sistema eliocentrico quasi cinque secoli fa, fino alle molteplici sonde robotiche esplorano lo spazio interplanetario per indagare i misteri delle nostre origini cosmiche. Potete ascoltarlo su Apple Podcasts, su Spotify e su YouTube. Oppure direttamente da qui.
Cover del podcast Macchine del tempo. Crediti: Stephanie Forte/Inaf
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Lucia Bucciarelli
Polonia, 1543.
Il 24 maggio, in una stanza al secondo piano nella torre della cattedrale di Frombork, Niccolò Copernico, ormai in fin di vita, riceve tra le mani una copia appena stampata del suo De Revolutionibus Orbium Coelestium. Si racconta che, qualche attimo dopo aver sfogliato alcune pagine del suo capolavoro, Copernico, sorridendo, morì.
Ancora oggi non sappiamo se l’astronomo polacco, in quegli ultimi istanti, abbia veramente realizzato di avere tra le mani il libro al quale aveva dedicato un’intera vita, oppure se questa suggestiva storia sia stata creata per enfatizzare ulteriormente la straordinarietà del suo percorso. Ciò che è certo è che quel giorno segnava la conclusione della vita di Copernico e inaugurava l’inizio di un nuovo affascinante capitolo nella storia dell’astronomia.
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Lucia Bucciarelli
Io sono Lucia Bucciarelli e questo è “Macchine del Tempo”, un podcast ispirato alla prima grande mostra dell’Istituto Nazionale di Astrofisica.
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Lucia Bucciarelli
In ogni episodio esploreremo le profondità del cielo in un viaggio che partendo dalla Terra e incrociando pianeti, stelle e galassie, arriverà a sfiorare i confini dell’Universo. Ma ricordate, i protagonisti di questo viaggio siete tutte e tutti voi. Il viaggio nell’Universo inizia da te.
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Lucia Bucciarelli
Nel De Revolutionibus Copernico presentava per la prima volta in un’opera a stampa il sistema eliocentrico, un modello astronomico in cui il Sole occupa il centro dell’Universo mentre la Terra, insieme agli altri pianeti, orbita attorno ad esso. Questo modello andava a sostituire la prospettiva geocentrica attribuita all’astronomo greco Tolomeo, secondo cui la Terra è considerata il centro fisso attorno al quale si muovono il Sole, la Luna e gli altri pianeti.
La teoria copernicana venne recepita con resistenza dalle autorità scientifiche e religiose dell’epoca che non accettavano l’incongruenza del nuovo sistema astronomico con l’interpretazione letterale della Bibbia. Essa, tuttavia, contribuì in modo fondamentale alla comprensione del Sistema Solare, aprendo la strada a un secolo di scoperte che avrebbero ridefinito le leggi dell’Universo.
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Lucia Bucciarelli
La storia di Copernico ci riguarda da vicino per molti motivi. Durante gli anni formativi, l’astronomo polacco si recò in Italia per approfondire i suoi studi canonici in un ambiente che sicuramente ebbe un grande impatto anche sulla sua formazione scientifica. L’Istituto nazionale di astrofisica, e in particolare l’Osservatorio astronomico di Roma, raccoglie ancora oggi parte della sua eredità, e ne celebra lo straordinario contributo. Ce ne parla Giangiacomo Gandolfi, comunicatore scientifico e responsabile del Museo astronomico e copernicano di Roma.
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Giangiacomo Gandolfi
«Copernico e l’Italia sono in relazione per un motivo molto semplice: Copernico era uno studioso polacco, un astronomo polacco della fine del del XV secolo che, in anni giovanili si recò in Italia proprio per studiare, non astronomia di cui era pur sempre già un appassionato e aveva studiato a Cracovia, ma per prepararsi in diritto canonico sostanzialmente, perché quello che l’aspettava era probabilmente una carriera ecclesiastica e gestionale, amministrativa.
In Italia le sue tappe sono Bologna, Roma appunto, poi Padova e Ferrara, dove si dottora. A Roma non sappiamo quanto si trattenne, probabilmente qualche mese. Non sappiamo neanche cosa fece ma il suo allievo, cioè Retico, ci racconta, probabilmente riferendo le parole del maestro, che lui tenne delle lezioni e comunque si circondò di importanti e autorevoli personaggi, probabilmente anche umanisti intorno alla curia papale. Ricordiamo che in quel periodo il Papa, il pontefice era Alessandro VI Borgia.
Dunque c’è questa importante relazione tra Copernico e la capitale, che viene ribadita anche in occasione del quarto centenario della nascita di Copernico, quindi nel 1873, quando si tengono delle celebrazioni importanti in vari luoghi italiani ma anche a Roma, e dove viene fondato proprio alla fine dell’Ottocento il Museo astronomico e copernicano dell’Osservatorio astronomico di Roma, che attualmente si trova ancora nella sua sede, la sede dell’Istituto nazionale di astrofisica. Questo museo contiene una ricchissima collezione appunto di materiali copernicani tra cui anche materiali a stampa, libri antichi, manoscritti, che onorano la memoria di Copernico anche appunto qui in Italia e a Roma».
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Lucia Bucciarelli
A questo punto, è importante fare una precisazione: Copernico era davvero un copernicano? La risposta a questa domanda è: no, Copernico non era un copernicano. Sebbene egli avesse sovvertito l’ordine dell’Universo, infatti, la sua configurazione del cosmo restava radicalmente ancorata alla cosmologia classica.
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Lucia Bucciarelli
Nel sistema astronomico descritto nel De Revolutionibus, il movimento dei pianeti seguiva ancora orbite circolari. Solo nel primo decennio del XVII secolo, Johannes Kepler con la formulazione delle leggi del moto planetario riuscì a dimostrare che le orbite dei pianeti erano ellittiche, con il Sole in uno dei due fuochi. Questo passaggio permise di eliminare i complicati meccanismi utilizzati nelle teorie precedenti per spiegare il moto planetario in orbite circolari, innescando una rivoluzione che non si limitò al solo ambito astronomico.
Giangiacomo Gandolfi
«Questi cambiamenti nella storia delle idee si riflettono anche nella storia dell’arte. Al tempo di Keplero abbiamo il fiorire dell’arte barocca che comincia a guardare con interesse anche queste simmetrie un po’ anomale, ecco appunto. In effetti in un luogo come Roma possiamo riscontrare la presenza di opere d’arte di carattere sacro, ecclesiastico, come quelle di Borromini e Bernini nel Colle Quirinale, voglio citare per esempio San Carlino al Quirinale, la presenza di cupole che da perfettamente circolari o sferiche diventano ovali oppure ellittiche. Insomma cominciano a diventare oblunghe per così dire. D’altro canto questo trionfo, questa nuova simmetria è quella che troviamo anche nell’ampio piazzale davanti a San Pietro, progettato dal Bernini. Insomma vediamo che queste idee, che erano osteggiate inizialmente, piano piano entrano nella cultura attraverso molte porte, e contribuiscono anche a rafforzare l’idea scientifica e a farla accogliere più prontamente».
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Lucia Bucciarelli
Nella cosmologia classica accettata anche da Copernico, la circolarità delle orbite era necessaria per spiegare il movimento perpetuo dei pianeti. L’universo, infatti, era pensato come composto di sfere solide concentriche, su ciascuna delle quali era incastonato uno dei pianeti. L’ultima era denominata sfera delle stelle fisse, in quanto su di essa erano incastonati gli astri immobili distinti dai pianeti che invece erano detti erranti. Essa delimitava l’universo.
L’universo copernicano è dunque un universo finito, interamente compreso nella e dalla sfera delle stelle fisse, ma è anche un universo immutabile, in quanto composto di una sostanza incorruttibile chiamata etere. Ad abbattere i confini dell’universo sarà Giordano Bruno, che con la postulazione di un mondo infinito, ma anche di infiniti mondi, amplierà la visione del cosmo e la possibilità di esplorare oltre i limiti del visibile.
A sfatare la perfezione e l’immutabilità dei cieli sarà invece la comparsa di una nuova stella, che sancirà definitivamente – e letteralmente – la rottura delle sfere cristalline nelle quali si pensava fossero incastonati i pianeti. Ma soffermiamoci su quest’ultimo episodio. Siamo nel novembre del 1572 e nel cielo appare una nuova stella che di lì a poco cambierà radicalmente la configurazione dell’universo.
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Giangiacomo Gandolfi
«Alla fine del Cinquecento c’è una transizione importante nell’astronomia: sta per innescarsi la rivoluzione galileiana, così potremmo chiamarla, l’osservazione al telescopio, la nascita dell’astrofisica, anche se ancora in nuce. Questo cambiamento, uno dei momenti in cui è più evidente è proprio intorno al 1570, quando Tycho Brahe, grande osservatore dell’epoca, si dedica alla descrizione della nuova stella apparsa in Cassiopea. Stiamo parlando di quella che oggi chiameremmo supernova, una nuova stella – è così che viene chiamata all’epoca – ma che al tempo era ancora associata anche alle comete.
E le comete rimangono l’oggetto dell’interesse di Tycho Brahe anche nel 1577, quando ad apparire è un altro astro chiomato, di grandi dimensioni, spettacolare su cui si appunta ancora una volta la speculazione di Tycho Brahe, che a questo punto si rende conto che è possibile, attraverso le misurazioni, dimostrare che questo oggetto apparso nel cielo, anche questo come stella nuova, ma di natura diversa perché è un oggetto in movimento, riuscendo a descriverne la traiettoria non può che infrangere quelle sfere cristalline che costituiscono il sistema tolemaico, immutato per secoli, per più di mille anni sostanzialmente.
Sono tutti semi della rivoluzione scientifica in arrivo, ma questa particolare attenzione per le comete, che a lungo sono state credute addirittura fenomeni atmosferici, fenomeni che si sviluppavano in vicinanza della Terra, questa attenzione per le comete si ripete, la vedremo anche nel lavoro nel lavoro di Galileo ad esempio, Il saggiatore, del 1623. Diciamo che appunto le comete sono quelle che mandano appunto in frantumi le sfere cristalline, che erano già state in qualche modo riordinate dalla riforma di Keplero, dall’eliocentrismo copernicano».
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Lucia Bucciarelli
Oggi sappiamo che oltre al Sole, ai pianeti e ai loro satelliti, il nostro Sistema solare è popolato da altri corpi celesti più piccoli, tra cui le comete. Probabilmente molti di noi, nella vita, hanno alzato gli occhi al cielo almeno una volta per scrutare il passaggio di questi corpi chiomati. Ma come è fatta una cometa?
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Lucia Bucciarelli
Partiamo col dire che le comete sono dei corpi celesti di piccole dimensioni composte in prevalenza da varie sostanze ghiacciate, tra cui acqua, e da un mix di polveri e minerali. Quando una cometa arriva a meno di 450 milioni di chilometri dal Sole, il suo nucleo si attiva, inizia cioè a scaldarsi e a far evaporare i materiali volatili presenti sviluppando un’emissione di gas e polveri chiamata chioma. L’effetto del vento solare fa poi spostare la chioma nella direzione opposta al Sole, dando origine a una coda lunga fino a diversi milioni di chilometri.
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Lucia Bucciarelli
Mentre nell’antichità erano considerate presagio di sventura, oggi le comete sono estremamente importanti per decifrare i misteri della nascita e dell’evoluzione del Sistema solare. Si ritiene infatti che questi corpi celesti, siano dei residui antichissimi della condensazione della nebulosa da cui circa quattro miliardi e mezzo di anni fa si sarebbe sviluppato il nostro sistema planetario.
Nel 2004 l’Agenzia spaziale europea ha lanciato una sonda denominata Rosetta con l’obiettivo di studiare il nucleo di una cometa direttamente sulla sua superficie. Il nome della missione fu scelto in riferimento alla famosa stele ritrovata in Egitto durante le campagne napoleoniche che permise la decifrazione dei geroglifici. Gli scienziati hanno infatti voluto mettere in evidenza il ruolo chiave che questa missione poteva avere per decodificare il segreto dell’origine del Sistema solare. Ma quali sono stati i risultati di questa missione?
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Lucia Bucciarelli
Beh, partiamo col dire che far atterrare una sonda su una cometa in movimento non rappresenta un’impresa facile. Soltanto dopo dieci anni di viaggi siderali, manovre e inseguimenti, il 12 novembre del 2014 il lander Philae, un veicolo d’atterraggio sganciato dalla sonda Rosetta, ha toccato, non senza imprevisti e colpi di scena, il suolo del corpo celeste. Un’impresa mai realizzata prima, che permise di raccogliere un’enorme quantità di dati su questi affascinanti oggetti astronomici. Dal punto di vista scientifico, l’analisi della composizione della cometa ha messo in evidenza la presenza di diversi composti organici che potrebbero aver svolto un ruolo fondamentale nel manifestarsi della vita sulla Terra.
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Lucia Bucciarelli
Ce ne parla Ernesto Palomba, ricercatore Inaf e professore presso l’Università Federico II di Napoli.
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Ernesto Palomba
«La missione Rosetta è una missione unica nel suo genere ed è stata una missione pionieristica nello studio dei piccoli corpi del Sistema solare. Infatti ha seguito la cometa Churyumov-Gerasimenko nel corso dei due anni e mezzo durante la sua orbita attorno al sole e in particolare ha seguito la cometa quando questa è passata al perielio cioè nel punto più vicino della sua orbita al Sole. Questo ha permesso di seguirne appunto l’evoluzione, quindi la sublimazione dei ghiacci presenti all’interno della cometa e la creazione della chioma e della coda.
Tra le scoperte più incredibili che questa missione ha portato alla luce c’è sicuramente quella della rilevazione di composti organici soprattutto di carbonio e azoto, alcuni dei quali non erano mai stati osservati prima sulle comete, che sono poi dei composti che hanno giocato un ruolo chiave nella sintesi di aminoacidi, zuccheri e Dna, ovvero i mattoni fondamentali per la formazione della vita.
Un altro ingrediente fondamentale per la vita è proprio l’acqua e quello che la missione Rosetta ha messo in evidenza è stato rispondere all’annosa domanda: l’acqua, sulla Terra, da chi è stata portata, dagli asteroidi o dalle comete? Ebbene, per quanto riguarda gli strumenti a bordo di Rosetta, sono stati in grado di rispondere a questa domanda e il tipo di acqua presente sulla cometa Churyumov-Gerasimenko non è assolutamente vicino al tipo di acqua che abbiamo noi sulla Terra. Altre misure separatamente poi hanno messo in relazione l’acqua invece presente sugli asteroidi, che ha un contenuto molto vicino a quello che è quello dell’acqua terrestre.
Un’altra grande, importantissima scoperta è stata determinare quanto è vecchia, quanto è primitivo il materiale, la cometa stessa, questo grazie al fatto che l’osservazione di alcuni gas, in particolare azoto e ossigeno, ma anche l’argon, indicano che la cometa, il materiale che compone questo bellissimo oggetto, è molto più antico di quello che era presente durante la formazione del Sistema solare, quindi è un materiale più primitivo di quello che poi ha formato il Sistema solare. Quindi molto probabilmente quello che sta portando in giro per il Sistema solare questa cometa è un materiale che è ancora più primitivo appunto di quello che ha formato il Sistema solare, ed è rimasto probabilmente inalterato fin dalla formazione del Sistema solare, quattro miliardi e mezzo di anni fa.
Forse una delle ultime scoperte scientifiche fondamentali è stata quella effettuata tramite delle misure radar che sono andate a investigare nelle profondità il nucleo della della cometa e hanno messo in evidenza il fatto che il nucleo della cometa ha una porosità altissima, dell’ordine del 75-85 per cento, e questo se lo vogliamo pensare, diciamo, facendo un esempio realistico, è quello che possiamo trovare su una pietra pomice. La pietra pomice ha al massimo una porosità dell’85 per cento, ma solitamente la porosità è un po’ più bassa, intorno al 60 per cento. Che significa porosità? Significa che una roccia, l’interno di una roccia non è compatta ma sono presenti dei fori, dei buchini, degli spazi vuoti, dei volumi vuoti e quindi per questo la pietra pomice galleggia nell’acqua, proprio perché all’interno ci sono delle bolle d’aria, per così dire. Quindi è come se questa cometa fosse una gigantesca spugna, se la vedessimo dal punto di vista appunto della porosità».
Lucia Bucciarelli
Oltre alle informazioni raccolte sulla superficie, la missione Rosetta ci ha regalato una preziosa finestra sul mondo magnetico della cometa. I dati raccolti hanno infatti svelato che la cometa non possiede un campo magnetico proprio, contrariamente alla sua atmosfera che invece risulta magnetizzata.
[Inizio sonificazione del campo magnetico della cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko]
Lucia Bucciarelli
Questa rivelazione ha dato vita a un esperimento avvincente: sebbene non possiamo osservare i campi magnetici, possiamo tuttavia rendere udibili le loro oscillazioni, trasformandole in un’affascinante rappresentazione acustica diventata virale sul web proprio il giorno dell’atterraggio di Philae.
[Fine sonificazione del campo magnetico della cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko]
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Lucia Bucciarelli
Oltre alle comete, il Sistema solare ospita al suo interno un gran numero di asteroidi, ovvero dei corpi rocciosi dalla forma irregolare e di dimensioni ridotte rispetto a un pianeta terreste. Questi corpi celesti, situati principalmente tra le orbite di Marte e Giove, possono offrirci un’opportunità senza precedenti per conoscere le caratteristiche che il Sistema solare possedeva ai suoi primordi. A differenza dei corpi planetari, che sono stati alterati da fenomeni geologici e atmosferici, gli asteroidi sono rimasti infatti incontaminati nel corso del tempo, custodendo elementi fondamentali per comprendere le nostre origini.
Negli ultimi anni lo studio degli asteroidi è stato facilitato dalle cosiddette missioni sample-return, missioni che hanno come obiettivo proprio quello di raccogliere materiale dallo spazio per riportarlo a Terra, dove può essere studiato tramite tecniche e strumenti molto più sofisticati di quelli che si potrebbero usare in loco.
Tra il 2018 e il 2019 l’Agenzia spaziale giapponese Jaxa ha lanciato nello spazio la sonda Hayabusa-2 per studiare da vicino l’asteroide Ryugu. La sonda ha raccolto il materiale necessario per lo studio di questo corpo celeste, riportandolo sulla Terra il 6 dicembre 2020: un’occasione unica per comprenderne la composizione. Due dei preziosi campioni raccolti sono attualmente in corso di analisi da un team tutto italiano coordinato da Ernesto Palomba.
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Ernesto Palomba
«La missione Hayabusa 2 dell’Agenzia spaziale giapponese è stata una missione molto tecnologica che ha raccolto del materiale dal near-earth asteroid Ryugu. È stata in grado di campionare due aree differenti dell’asteroide, una seconda area è stata campionata dopo aver scavato la superficie. Lo scopo del doppio campionamento è quello di andare poi a vedere se la zona scavata contiene del materiale più primitivo, proprio perché essendo rimasto per tanti miliardi di anni al di sotto, quindi al coperto, sotto metri di materiale, ha conservato le proprietà, le caratteristiche originali.
Ricordiamoci che Ryugu è un asteroide primitivo risalente all’inizio della formazione del Sistema solare, circa quattro miliardi e mezzo di anni fa, e infatti le prime analisi su questi granelli hanno portato alla luce scoperte importantissime come ad esempio la scoperta di nucleotidi, che sono anche presenti nel Dna, nell’Rna, e questa è stata una scoperta eccezionale perché appunto ha permesso in qualche modo di collegare la vita che conosciamo noi sulla Terra con del materiale organico proveniente dallo spazio esterno.
Un’altra importante scoperta va sempre in questo senso, ovvero all’interno di alcuni grani di Ryugu sono stati scoperti dei composti che sono provenienti da comete, ovverosia nei quattro miliardi e mezzo di anni di permanenza nello spazio piccole particelle, piccoli frammenti di comete hanno impattato la superficie di Ryugu e hanno quindi trasportato il loro contenuto di sostanze volatili come organici, ghiacci ed acqua, che sono rimasti conservati nel materiale proveniente dall’asteroide. Quindi questo materiale poi a sua volta è arrivato fino a noi, quindi ci dice, ci suggerisce che questi asteroidi, questi near-earth asteroid possano portare con sé non soltanto il loro materiale ma anche il materiale proveniente da comete.
All’Inaf-Iaps di Roma siamo stati in grado di proporre un progetto di ricerca che è stato selezionato dall’Agenzia spaziale giapponese e abbiamo ricevuto due grani, che abbiamo chiamato in onore del maestro di animazione Miyazaki, li abbiamo chiamati appunto Totoro e Kiki. Questi due grani attualmente sono sotto caratterizzazione, li abbiamo analizzati al microscopio infrarosso, adesso li stiamo analizzando ai raggi x e al microscopio elettronico tra Firenze, il Dafne di Roma e lo Iaps. Il nostro obiettivo è quello di andare a capire come la permanenza nello spazio profondo possa avere alterato le proprietà originarie di questi granelli, quindi la superficie dell’asteroide».
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Lucia Bucciarelli
In questo episodio abbiamo ripercorso le origini della nostra comprensione del Sistema solare. Copernico fu il primo a mettere ordine alla configurazione del cosmo, aprendo la strada a una rivoluzione che nei secoli successivi avrebbe ridefinito le leggi della natura.
Oggi molto è cambiato dai tempi di Copernico; la ricerca astrofisica con sofisticate strumentazioni da terra e dallo spazio può conoscere ciò che gli astronomi della prima età moderna potevano solo immaginare. Lo spirito che guida la scoperta, tuttavia, resta invariato: quale sarà la prossima frontiera che svelerà i segreti ancora nascosti di questo straordinario sistema planetario?
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