Il bilancio totale dell’INAF, e più in generale dell’astrofisica in Italia associata ad INAF, negli ultimi 10 anni è circa raddoppiato, mentre il Fondo di Funzionamento Ordinario (FFO) INAF è aumentato di circa il 40%.
Nella figura contribuiscono al bilancio totale, l’FFO INAF, altri fondi INAF che includono fondi dal MUR, da ASI, ESA e dalla Commissione Europea, il finanziamento di ESO da parte del MAECI e i fondi per i progetti SKA e CTA ottenuti attraverso l’Astronomia Industriale prima e il DM 450/2019 dopo. Il finanziamento ESA tramite MAECI dal 2021 include anche il finanziamento per ELT. A partire da quest’anno e fino al 2026 ci sarà una ulteriore grande iniezione di fondi grazie al PNRR, più di 170 MEUR in totale grazie al finanziamento dei progetti STILES, HPC, CTA+, Croce, EMM, Space-it-up e altri (fonti: decreti di assegnamento fondi del MUR, Piani Triennali INAF, Report Annuali ESO, DM450/2019).
La tabella e l’istogramma che seguono mostrano la distribuzione dei “fondi etichettati”, destinati al supporto di programmi e progetti nel quinquennio 2019-2023, in MEUR, come compaiono nei Piani Triennali INAF. I fondi SRT includono anche il PON 2018-2022 PIR01_00010.
| ESO – ELT | 153.9 |
| SKA e precursori | 55 |
| SRT | 39.7 |
| CTA, Astri | 31.5 |
| Ricerca di base | 29.4 |
| LBT | 15.2 |
| TNG | 14.1 |
E’ naturale chiedersi quale sia il ritorno scientifico per la comunità INAF e italiana in generale da questi investimenti.
I punti di debolezza e di forza di INAF e associati (INAF semplicemente nel seguito) circa i lavori di punta sono discussi in:
Nel seguito analizzo tutta la produzione scientifica di INAF negli ultimi 5 e 10 anni, senza ordinarla per impatto.
La tabella che segue mostra il numero di lavori referati e il numero di citazioni in ADS con il nome dell’osservatorio o strumento presente nell’abstract. La tabella include sia il numero totale di lavori e citazioni per osservatorio/strumento negli ultimi 10 e 5 anni, sia il numero relativo di lavori che includono la partecipazione di almeno un ricercatore INAF. L’ultima colonna della tabella fornisce il numero di autori unici INAF presenti nei lavori degli ultimi 5 anni per ciascun osservatorio/strumento.
Il dato di JWST si deve considerare parziale, dato che i primi lavori scientifici risalgono alla seconda parte del 2022 e quindi includono solo 3 anni invece dei 5 coperti dagli altri osservatori/strumenti.
| Osservatorio o strumento | Papers 10 Year | Citations 10 years | Papers 10 year INAF | Citations 10 year INAF | Papers 5 year | Citations 5 year | Papers 5 year INAF | Citations 5 year INAF | INAF 5 year Authors |
| ESO-VLT | 4397 | 120141 | 1236 | 42148 | 2380 | 37677 | 699 | 14289 | 302 |
| SPHERE | 478 | 13651 | 172 | 6693 | 279 | 4307 | 97 | 2051 | |
| MUSE | 992 | 24358 | 280 | 8235 | 662 | 11559 | 216 | 4788 | |
| X-shooter | 467 | 14928 | 166 | 5651 | 232 | 4088 | 87 | 1693 | |
| GRAVITY | 239 | 7060 | 18 | 467 | 186 | 4298 | 16 | 451 | |
| ESPRESSO | 308 | 8915 | 85 | 1841 | 241 | 3791 | 81 | 1798 | |
| LBT | 415 | 9516 | 139 | 3327 | 210 | 2723 | 68 | 882 | 82 |
| ALMA | 3843 | 119318 | 677 | 29263 | 2225 | 41585 | 460 | 12256 | 151 |
| VLA | 2089 | 46717 | 374 | 10141 | 985 | 13520 | 214 | 3868 | 123 |
| LOFAR | 914 | 21565 | 295 | 8695 | 559 | 7506 | 209 | 3806 | 73 |
| Meerkat | 429 | 5117 | 126 | 1950 | 339 | 3800 | 120 | 1670 | 38 |
| SRT | 68 | 1076 | 43 | 878 | 40 | 390 | 28 | 349 | 33 |
| Medicina | 25 | 244 | 21 | 180 | 14 | 67 | 13 | 67 | 13 |
| MAGIC | 456 | 10072 | 135 | 4622 | 240 | 2698 | 64 | 1134 | 17 |
| Cherenkov | 1324 | 24031 | 168 | 4912 | 712 | 6800 | 100 | 1649 | 72 |
| Gaia | 6055 | 170077 | 838 | 55435 | 4482 | 85846 | 575 | 21430 | 232 |
| Planck | 6999 | 305129 | 560 | 89580 | 3410 | 99569 | 261 | 28147 | 93 |
| XMM | 2948 | 59807 | 853 | 19859 | 1417 | 15731 | 422 | 5081 | 180 |
| Rosetta | 909 | 23050 | 187 | 8189 | 333 | 3723 | 55 | 920 | 10 |
| MEX | 531 | 7755 | 29 | 600 | 227 | 1524 | 10 | 83 | 9 |
| Chandra | 3044 | 68798 | 673 | 20001 | 1407 | 14817 | 332 | 5157 | 182 |
| LIGO/Virgo | 3120 | 197230 | 235 | 56955 | 1982 | 77977 | 140 | 24677 | 31 |
| JWST | 2154 | 44753 | 401 | 10652 | 128 |
I Piani Triennali INAF distinguono tra fondi etichettati dedicati alle infrastrutture esistenti per il loro funzionamento e fondi per le nuove infrastrutture (ELT, SKA, CTA) o per il potenziamento di quelle presenti (SRT). Le figure che seguono mostrano i fondi etichettati dal 2019 al 2023 inclusi per osservatori esistenti (cerchi vuoti) o futuri (frecce, l’origine delle quali è posta sui precursori) verso il numero di articoli (nero, scala asse alla base del grafico) e citazioni (magenta, scala asse in cima al grafico) prodotti da ricercatori INAF negli ultimi 5 anni. Per VLT e ALMA ho calcolato la frazione del costo totale stimato per l’operazione di queste infrastrutture (~100MEUR/anno per ALMA, di cui circa il 37.5% a carico di ESO, ~30MEUR/anno per VLT) relativa al finanziamento italiano per ESO (tra il 10 e 11% del budget totale). Per gli osservatori/strumenti senza fondi etichettati nei PTA ho usato un valore tra 1 e 2.7MEUR per motivi grafici. In questa categoria rientrano anche i telescopi spaziali, sia quelli ESA (Planck, MEX, Rosetta, Gaia, XMM), che NASA (Chandra, JWST). L’Italia certamente investe nelle missioni scientifiche di ESA (circa 400MEUR/anno) e quindi in linea di principio è possibile ricavare il costo di operazione delle missioni ESA pagato dall’Italia. Aggiornerò i grafici non appena riuscirò a finalizzare questo calcolo.
Se si guarda al numero di citazioni di lavori che includono almeno un autore INAF spiccano su tutti Gaia, Planck e LIGO/Virgo. Gaia sta diventando l’osservatorio più produttivo del mondo, con una produttività e un impatto che può rivaleggiare solamente con quello di JWST. Si può notare come a fronte di un costo per l’Italia dello stesso ordine di grandezza il numero la lavori con autori INAF relativi a VLT e ALMA siano circa 10 e 60 volte maggiori di quelli di LBT e SRT rispettivamente. Lo strumento VLT con il maggiore numero di lavori e citazioni con partecipazione INAF è MUSE, anche se INAF non partecipa al consorzio che lo ha realizzato. INAF partecipa ai consorzi di Sphere, ESPRESSO e X-shooter, che mostrano tutti un discreto ritorno in termini di lavori e citazioni. Buono è il ritorno dai telescopi spaziali XMM e Chandra, testimone della grandezza e bontà della comunità di riferimento.
Alle ottime prestazioni di VLT, ALMA e Gaia in termini di produttività e di impatto corrisponde la grandezza della comunità che utilizza questi osservatori, più di 300 autori unici per VLT, 230 per Gaia e 150 per ALMA. Gli unici altri osservatori che hanno una comunità di riferimento di simili dimensioni sono gli osservatori X Chandra e XMM (circa 180 autori unici negli ultimi 5 anni), e VLA (120 autori unici). LIGO/Virgo che sono stati negli ultimi cinque anni tra gli osservatori con il maggiore impatto (maggiore numero di citazioni, ma anche maggiore numero di lavori di punta), hanno coinvolto una comunità piccola, di circa 30 ricercatori INAF.
Le figura che segue mostra il numero di autori verso il numero di lavori e di citazioni. La dimensione dei simboli è proporzionale al costo di operazione e di sviluppo di nuove infrastrutture negli ultimi 5 anni (ho considerato Meerkat e LOFAR come precursori di SKA, e Cherenkov come precursore di CTA). Osservatori/strumenti virtuosi sono caratterizzati da una produttività alta a fronte del loro costo, come certamente è il caso di VLT e ALMA.
Piccole comunità possono produrre buoni risultati, non c’è solamente il caso estremo di LIGO/Virgo, ma anche quello di Rosetta e MAGIC.
Il messaggio più importante che la figura suggerisce è che i nuovi grandi progetti che assorbiscono e assorbiranno la maggior parte dei fondi attualmente etichettati (SKA, CTA) dovranno aumentare le comunità di riferimento e quindi i lavori prodotti e le citazioni di almeno 3-5 volte per diventare competitivi con VLT->ELT, in termini di ritorno scientifico dai fondi investiti. Un buon esempio per illustrare il concetto e’ quello di ALMA. Certamente l’interferometria mm e submm non facevano parte del dna della comunità INAF quando ALMA venne concepito e realizzato tra la fine degli anni 90’ e la prima decade degli anni 2000. Esisteva certamente una piccola e produttiva comunità, che utilizzava le facilities di IRAM. Le dimensioni di questa comunità sono circa quadruplicate negli ultimi 10 anni, grazie al fatto che da un lato ALMA si è dimostrato uno strumento fondamentale per le comunità INAF galattica ed extragalattica, e dall’altro che l’accesso e l’utilizzo all’infrastruttura è stato agevolato dall’ESO, con il quale la comunità INAF ha lunga e positiva conoscenza e tradizione di utilizzo.
L’altra grande infrastruttura in fase di studio in Europa e in Italia è Einstein Telescope. La comunità coinvolta in lavori che usano o commentano i dati di LIGO/Virgo è ancora piccola, circa 30 autori unici negli ultimi 5 anni, e certamente sarà necessario allargarla di un ordine di grandezza, di nuovo per fare in modo che rapporto tra produttività e fondi investiti sia confrontabile con quello di VLT->ELT. In questo caso esiste una tradizione forte in INAF almeno per quanto riguarda i transienti che sono le controparti elettromagnetiche delle sorgenti gravitazionali, la loro ricerca e la loro caratterizzazione. INAF sembra quindi ben preparato e posizionato per lo sfruttamento della nuova astrofisica multimessaggera.