Quella che segue è la trascrizione del terzo 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 marzo 2025 – esplora la struttura della nostra galassia, la Via Lattea, intrecciando mito, arte e scienza, spaziando tra stelle e pianeti extrasolari fino a raggiungere il buco nero supermassiccio che si nasconde al suo centro. 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
Madrid, 1636.
Nel suggestivo scenario della Spagna barocca, Filippo IV, re di Spagna, convoca a corte il pittore fiammingo Peter Paul Rubens per assegnargli la realizzazione di un ciclo di dipinti che abbelliscano il padiglione della Torre de la Parada, sontuosa dimora di caccia di Sua Maestà. Rubens, che negli anni precedenti aveva affermato la sua maestria nell’arte pittorica, accetta l’incarico e inizia a progettarne la realizzazione. Il tema scelto per i dipinti è tratto principalmente dalle Metamorfosi di Ovidio, il poema che narra vicende mitologiche intrecciando le storie degli dèi e degli eroi con la trama della condizione umana. Tra queste, il mito della Via Lattea.
La storia racconta di Giove, re degli dèi, e del suo tentativo di rendere immortale il figlio Ercole, nato dall’unione con la mortale Alcmena. Per farlo, Giove, nel cuore della notte, pone il neonato al seno di sua moglie Giunone addormentata, così da farlo nutrire del latte divino. Giove riesce a far bere al seno della dea Giunone il figlio Ercole ma, quando questa si sveglia e si accorge dell’inganno, allontana con violenza il piccolo, e il suo latte si sparge per tutto il cielo, dando vita alla luminosa Via Lattea che oggi ammiriamo sopra di noi. La storia mitologica sull’origine della Via Lattea, intrecciata con il mito di Ercole, aggiunge un fascino antico a questa vasta distesa stellare. Ma mentre la mitologia ci offre una prospettiva poetica e leggendaria, è l’astronomia a svelarci i dettagli scientifici di questa maestosa galassia che abbraccia il nostro cielo notturno.
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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.
Prima di addentrarci alla scoperta della Via Lattea, è importante definire che con il termine galassia si intende un grande insieme di stelle, ammassi e materia interstellare formata da gas e polveri. Secondo i calcoli più recenti, si stima che nell’universo esistano circa duecento miliardi di galassie, che in base alla loro forma vengono classificate in ellittiche, a spirale e irregolari (o peculiari). In questo circuito stellare, la Via Lattea è identificata come la galassia per eccellenza in quanto è al suo interno che è presente il nostro Sistema solare. A sottolineare questa eccezionalità è la stessa etimologia del termine: la parola galaxias, in greco, vuol dire proprio “latteo”.
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Lucia Bucciarelli
Decifrare la struttura della Via Lattea non è stata un’impresa facile; trovandoci al suo interno, infatti, non ne vediamo la forma nella sua interezza. È Galileo Galilei il primo ad osservarla con il cannocchiale, scorgendo in questa straordinaria scia luminosa una miriade di stelle. Solo verso la fine del XVIII secolo, la struttura della Via Lattea prende finalmente forma grazie allo straordinario lavoro di mappatura effettuato da William Herschel.
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Lucia Bucciarelli
Astronomo e musicista tedesco naturalizzato britannico, Herschel inizia a studiare l’astronomia da autodidatta. Nel 1785, con l’aiuto del fratello Alexander e della sorella Caroline, egli comincia a costruire un imponente telescopio riflettore tra i più potenti dell’epoca: con un’apertura di 1,2 metri e una lunghezza focale di 12 metri, questo strumento raccoglieva mille volte la luce del cannocchiale ideato da Galileo. È grazie al suo telescopio che Herschel scopre il settimo pianeta del Sistema solare, successivamente denominato Urano, due delle sue lune, Titania e Oberon, e due nuovi satelliti di Saturno, Encelado e Mimas.
Nel 1782 Herschel inizia uno studio sistematico ed estensivo della Via Lattea. Il suo progetto nasce dall’intuizione di poter comprendere la forma della galassia solo conoscendo il numero preciso delle stelle al suo interno e la loro posizione nel cielo. Per farlo, Herschel deve arrampicarsi ogni notte su un’alta scala che porta a un terrazzino in cui è posto l’oculare del telescopio – un’operazione che, come annotò la sorella Caroline nel suo diario, provocò molti incidenti che per poco si rivelarono fatali. Dopo due decenni di osservazioni dettagliate, i fratelli Herschel censiscono centinaia di migliaia di stelle, tracciando la loro disposizione nel firmamento. Il frutto di questo lungo lavoro risulta infine nella prima mappatura della Via Lattea, che ne svela la conformazione a disco e la vastità.
Con la sua instancabile osservazione del cielo e il suo ingegno innovativo, Herschel ha gettato le basi per la nostra comprensione della struttura galattica. La sua eredità ha aperto la strada agli sviluppi successivi della sua missione, iniziata nel XVIII secolo con il primo censimento della Via Lattea e culminata, negli anni recenti, in cataloghi sempre più ricchi e dettagliati. In questo scenario, non possiamo non citare Gaia, una missione del programma scientifico dell’Esa impegnata dal 2013 al 2025 a scansionare la nostra galassia con una precisione senza precedenti.
Ma ascoltiamone di più da Ilaria Musella, ricercatrice dell’Istituto nazionale di astrofisica.
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Ilaria Musella
«Si tratta di una missione astrometrica il cui obiettivo principale è quello di mappare in dettaglio la Via Lattea, misurando in modo molto accurato posizioni, movimenti e caratteristiche fisiche di oltre un miliardo di stelle nella nostra galassia. Al momento sono state raccolte informazioni per quasi due miliardi di stelle, che hanno permesso e stanno permettendo di ricostruire la distribuzione tridimensionale e le proprietà delle stelle all’interno della Via Lattea e di raccogliere indizi preziosi sulla sua storia di formazione e di evoluzione.
I risultati ottenuti da Gaia abbracciano diversi ambiti astrofisici. Sono state determinate le posizioni e le orbite di circa centocinquantamila asteroidi nel nostro Sistema solare, così come informazioni relative a mezzo milione di quasar nell’universo più distante, che è stato possibile osservare in quanto i quasar sono oggetti luminosissimi caratterizzati da un buco nero super massiccio al centro. Particolarmente interessante anche la possibilità di calibrare la relazione esistente tra il periodo e la luminosità assoluta delle cefeidi classiche, che sono delle stelle variabili e rappresentano il primo gradino della scala delle distanze extra-galattiche per la determinazione della costante di Hubble e, quindi, dell’età dell’universo».
Lucia Bucciarelli
Lo studio della struttura, dell’evoluzione e della formazione della nostra galassia è sicuramente uno dei campi di ricerca su cui i dati di Gaia hanno avuto il maggiore impatto, segnando un vero e proprio “rinascimento” negli studi galattici. Ma cosa possiamo ancora aspettarci da questo satellite?
Ilaria Musella
«I risultati ottenuti dalla missione Gaia in questi dieci anni di osservazione sono di gran lunga superiori a quelli che erano attesi e ci si aspetta che nel futuro questa missione possa fornire uno dei più grandi e ricchi cataloghi astronomici mai realizzati, che conterrà anche un censimento dei pianeti e dei sistemi esoplanetari all’interno della nostra galassia, permettendo così di rispondere a una serie di domande sulla loro formazione e sulla correlazione con le proprietà della stella centrale».
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Lucia Bucciarelli
Nella Via Lattea, oltre al Sistema solare, esistono migliaia di pianeti che orbitano attorno a un sistema di una o più stelle. L’esistenza degli esopianeti – dove il suffisso “eso” vuol dire “esterno” rispetto al Sistema solare – fu ritenuta plausibile fin dall’antichità. Fu solo nel 1995, tuttavia, che arrivò la conferma ufficiale della scoperta del primo esopianeta. Si tratta di 51 Pegasi b, soprannominato Bellerofonte, orbitante intorno alla stella 51 Pegasi. Oggi, grazie agli strumenti sempre più sofisticati dell’astrofisica, sono noti più di cinquemila pianeti extrasolari orbitanti in quattromila sistemi diversi. Più di duemila esopianeti, inoltre, sono candidati ad essere riconosciuti come tali. Il riconoscimento di un pianeta, così come la sua scoperta e il suo studio, costituisce un processo molto complesso fatto di diverse fasi che possono richiedere anche anni di misurazione e raccolta dati.
Ma procediamo con ordine; come vengono individuati gli esopianeti? Ce ne parla Serena Benatti, ricercatrice dell’Istituto nazionale di astrofisica.
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Serena Benatti
«Gli esopianeti possono essere individuati grazie a diverse tecniche che noi chiamiamo dirette o indirette. Nel caso delle tecniche indirette, noi andiamo proprio a studiare gli effetti che l’esopianeta ha sulla sua stella. Questo ci permette di trovare alcune tipologie di pianeti, ad esempio quelli molto vicini alla loro stella: più il pianeta è grande, massiccio, e più è facile da individuare. Ovviamente, al contrario, meno è massiccio, meno è grande come dimensioni, più è difficile da individuare. Le tecniche dirette invece permettono proprio l’osservazione diretta dell’esopianeta, però sotto particolari condizioni: in particolare, il pianeta deve essere particolarmente giovane e lontano dalla sua stella.
Esiste un metodo chiamato il metodo dei transiti che è un metodo indiretto: qui sostanzialmente andiamo a misurare la diminuzione di luce della stella madre causata dal fatto che il pianeta, semplicemente, le passa davanti rispetto a noi. Questo tipo di metodo è soggetto ai cosiddetti falsi positivi, perché noi andiamo ad osservare la nostra stella ma può essere che, in fondo cielo o comunque vicino ad essa, ci sia un’altra stella che magari appartiene a un sistema binario, quindi quello che noi possiamo osservare potrebbe essere l’eclissi della stella compagna della stella dietro l’oggetto che noi stiamo osservando. Quindi ci sono una serie di accorgimenti e di analisi che possiamo fare per capire che insomma il segnale che noi pensavamo fosse planetario sia effettivamente un segnale planetario.
Di solito i pianeti trovati con il metodo dei transiti vengono spesso chiamati candidati proprio per questo motivo e, ad esempio, è possibile andare a confermare questi pianeti osservandoli con un’altra tecnica. Di solito quella che si utilizza di più è quella delle velocità radiali, che è sempre un altro metodo indiretto in cui noi andiamo a studiare il moto della stella causato dalla presenza del pianeta. Quindi anche in questo caso, un metodo indiretto».
Lucia Bucciarelli
Una volta individuati e confermati, gli esopianeti vengono classificati in base alle loro caratteristiche principali.
Serena Benatti
«Esistono diverse tipologie di esopianeti. Gli astronomi sono abituati a catalogarli utilizzando come riferimento i pianeti del nostro Sistema solare perché ovviamente sono i pianeti che noi conosciamo di più. Di conseguenza, sono nati termini come super-terre, gioviani caldi e mini-nettuni, perché noi sostanzialmente individuiamo il pianeta dalle sue proprietà, vediamo che sono simili a proprietà di pianeti del Sistema solare e di conseguenza per cercare anche di avere, di farci un’idea semplice delle caratteristiche di questo oggetto, tendiamo appunto a dare questi nomi un po’ fantasiosi, diciamo così.
Così esistono appunto diverse tipologie, i pianeti si aggregano in famiglie, nel senso che esistono appunto dei pianeti molto caldi perché sono molto vicini alla loro stella e molto grandi, ad esempio 51 Pegasi [b] che è stato il primo pianeta extrasolare trovato attorno a una stella di tipo solare, appartiene proprio a questa famiglia di pianeti, ma possono esistere anche pianeti molto più piccoli che orbitano sempre molto vicini alla loro stella oppure molto lontani. Insomma, negli anni abbiamo capito che ci sono tantissime varietà, sia di architetture dei sistemi planetari sia di dimensioni, masse di questi pianeti, pianeti più o meno densi, quindi insomma ci sono diverse tipologie».
Lucia Bucciarelli
Negli ultimi anni l’Italia ha partecipato a ben tre missioni dell’Esa dedicate ai pianeti extrasolari: Cheops, lanciato nel 2019 per caratterizzare esopianeti noti, determinando in particolare la loro densità; Plato, che andrà in cerca di esopianeti di tipo terrestre, potenzialmente abitabili, in orbita attorno a stelle simili al Sole; e infine Ariel, che osserverà un migliaio di esopianeti per determinare la composizione chimica e la struttura delle loro atmosfere.
In questo contesto, anche l’Istituto nazionale di astrofisica ha avuto un ruolo fondamentale, nella costruzione prima e nell’utilizzo poi, di Sphere, un sistema ottico installato al Very Large Telescope dell’Eso, in Cile, in grado di compiere rilevazioni dirette di oggetti molto deboli attorno a stelle brillanti.
[Inizio musica]
Lucia Bucciarelli
Grazie a questo dispositivo, nel 2021 è stato individuato un pianeta molto massiccio, B Centauri b, in orbita intorno a un sistema binario formato da due stelle. Questo sistema ha una massa pari a sei volte quella del Sole e si trova a 325 anni luce dalla Terra, il che vuol dire che la luce che vediamo oggi è partita agli albori del Settecento, quando in Europa stava per iniziare la rivoluzione industriale.
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Serena Benatti
«B centauri b è un esopianeta che è stato individuato con l’imaging diretto, quindi con questa tecnica che va a osservare e proprio fotografare direttamente il pianeta attorno alla sua stella. Come dicevo prima, per trovare questo tipo di pianeti abbiamo bisogno di condizioni particolari.
Innanzitutto, il pianeta deve essere giovane, perché un pianeta giovane è molto caldo e di conseguenza è molto luminoso nell’infrarosso. Infatti questa tecnica utilizza proprio degli strumenti che guardano a queste lunghezze d’onda, perché il contrasto tra la luminosità della stella e quella del pianeta è, insomma, più favorevole. Inoltre il pianeta deve essere molto lontano dalla sua stella, perché altrimenti la sua luce, che comunque è molto, molto debole, sarebbe praticamente sovrastata dalla luce della stella, e infatti si utilizzano dei coronografi che vanno sostanzialmente a bloccare la luce della stella per vedere cosa c’è attorno. Questo per farla molto semplicemente, si tratta infatti di una tecnica molto, molto complicata.
Questo pianeta in particolare è stato trovato utilizzando lo strumento Sphere, che è montato al Vlt, il Very Large Telescope a Eso, tra l’altro c’è stato un grosso contributo italiano sia nella costruzione ma anche adesso nell’utilizzo dei dati scientifici di questo strumento, e la particolarità di questo pianeta è che orbita attorno a un sistema binario di stelle molto massicce, stelle di tipo B, quindi molto più grandi del Sole, che hanno un attorno a sé un campo di radiazione molto potente che, in genere, si pensa che vada a scoraggiare la formazione di pianeti.
Invece in questo caso effettivamente un pianeta si è formato e anche abbastanza massiccio, circa dieci masse di Giove, però si è anche formato molto lontano. Infatti la particolarità di questo sistema, oltre al fatto di essere attorno a questa binaria molto massiccia, il pianeta si trova anche molto, molto lontano, più di cinquecento unità astronomiche, quindi più di cento volte la distanza tra Giove e il Sole».
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Lucia Bucciarelli
Nonostante la nostra conoscenza in continua evoluzione dell’universo, la Via Lattea continua a celare molti misteri. Non sappiamo ancora con precisione quale sia la massa totale della galassia o la quantità di materia oscura presente al suo interno. Una delle cose che sappiamo per certo è che al centro della nostra galassia c’è un buco nero supermassiccio denominato Sagittarius A.
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Ilaria Musella
«Sagittarius A è un buco nero supermassiccio che si trova al centro della nostra galassia. Prende il nome dalla sua posizione in cielo, nella regione della costellazione del Sagittario. A causa della sua posizione vicino al centro della galassia e della sua grande Massa, questo buco nero ha un ruolo cruciale nelle proprietà dinamiche della Via Lattea e infatti è stato scoperto attraverso l’osservazione dei moti delle stelle vicine le cui orbite indicavano la presenza di un oggetto le cui proprietà sembravano quelle attese per un buco nero supermassiccio.
Infatti i buchi neri per loro stessa natura non emettono luce e non sono visibili, se non attraverso l’osservazione degli effetti dovuti all’interazione gravitazionale con le stelle e con la materia che li circonda. Grazie però alla collaborazione Event Horizon Telescope, il 12 maggio 2022 è stata pubblicata la prima foto di Sagittarius A, diciamo “foto” tra virgolette perché in realtà si tratta di un’immagine ricostruita mettendo insieme dati provenienti da un sistema sincronizzato di radiotelescopi sparsi su tutto il globo che lavorano insieme per formare una sorta di telescopio virtuale delle dimensioni della Terra, ottenendo così una risoluzione sufficiente da catturare dettagli piccolissimi anche a grande distanza. La stessa collaborazione aveva pubblicato il 10 aprile 2019 la prima immagine di un buco nero e in particolare del buco nero al centro della galassia M87».
Lucia Bucciarelli
Questo è stato considerato un evento epocale che ha permesso di avere la prima prova visiva dell’esistenza dei buchi neri. Le immagini ottenute per questi due buchi neri sono molto simili tra loro e si presentano come un anello luminoso che rappresenta la regione dove la luce è stata curvata dalla forte attrazione gravitazionale esercitata dal buco nero stesso. Attraverso queste immagini e utilizzando ulteriori osservazioni e simulazioni al computer, gli scienziati stanno cercando di comprendere meglio la fisica che regola i buchi neri.
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Lucia Bucciarelli
E così, mentre ci lasciamo affascinare dalla bellezza e dalla grandiosità della Via Lattea, ci rendiamo conto che il nostro viaggio attraverso le stelle è appena cominciato. Da Galileo a Rubens, da Herschel a Gaia, ogni passo avanti nella nostra comprensione della galassia ci avvicina sempre di più alla risoluzione dei suoi misteri più profondi.
Non possiamo ignorare che oggi, l’ombra che l’inquinamento luminoso getta sul nostro sguardo verso il cielo notturno ci impedisce di contemplare la Via Lattea nel suo pieno splendore. La nostra capacità di osservazione, sebbene limitata dalla luce artificiale che inquina il cielo, non fa che alimentare il desiderio conoscere sempre più profondamente questa piccola parte di universo. Che il nostro impegno nel contrastare l’inquinamento luminoso rifletta il nostro rispetto per la meraviglia della Via Lattea e la necessità di proteggere le nostre vedute del cielo notturno per le generazioni future.
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