Les fresques de la voûte de la coupole de l'abside représentent la situation cosmologique du Soleil, de la Lune, des cinq planètes et des constellations telle qu'elle apparaissait au-dessus de Florence la nuit du 4 juillet 1442, ou plus tôt dans la matinée du 6 juillet 1439 avec les positions les plus exactes du Soleil et de la Lune, le jour et à l'instant même où il a été lu au Concile de Bâle-Ferrare-Florence-Rome, en la présence du pape Eugène IV et de l'empereur lui-même, Jean VIII Paléologue, des cardinaux Giuliano Cesarini (1398-1444) en latin et Bessarion en grec, la bulle « "Laetentur Coeli" », « De l'union des Églises latine et byzantine ». On suppose que la voûte céleste a été peinte par le peintre-décorateur éclectique Giuliano d'Arrigo, connu sous le nom de Giuliano Pesello.