p Grandes quantidades de gás às vezes são canalizadas para as regiões nucleares de uma galáxia, com profundas consequências. O gás desencadeia a atividade de explosão estelar e também pode alimentar o buraco negro supermassivo, convertendo-o em um núcleo galáctico ativo (AGN); na verdade, acredita-se que os buracos negros supermassivos em AGN ganham a maior parte de sua massa nesses eventos de acréscimo. Eventualmente, pressão externa de supernovas, choques, e / ou a atividade de AGN encerram o influxo. Acredita-se que as fusões de galáxias sejam um mecanismo capaz de desencadear esses fluxos maciços ao interromper o meio. Uma causa menos dramática pode resultar de fluxos de gás induzidos por uma combinação de rotação galáctica e as instabilidades gravitacionais geradas por barras galácticas, as estruturas centrais alongadas (compostas de estrelas) encontradas em numerosas galáxias espirais, incluindo a Via Láctea. p O que acontece com o gás em queda quando encontra uma região nuclear é mal compreendido porque o alto obscurecimento em torno dos núcleos galácticos torna as observações ópticas desafiadoras. Os astrônomos, portanto, têm contado com dados de observações de infravermelho distante e de comprimento de onda submilimétrico que podem penetrar na poeira, embora as imagens de comprimentos de onda mais longos normalmente não possuam a alta resolução espacial necessária. A espectroscopia de infravermelho tem sido uma das principais formas de superar ambas as dificuldades, porque a radiação não apenas penetra na poeira, as forças e formas das linhas espectrais podem ser modeladas para inferir até mesmo pequenas dimensões, bem como temperaturas, densidades, e outras características das regiões emissoras.

p Os astrônomos CfA Eduardo Gonzalez-Alfonso, Matt Ashby, e Howard Smith liderou uma equipe que modelou espectros infravermelhos de vapor d'água da região nuclear da galáxia ultraluminosa ESO320-G030, cerca de 160 milhões de anos-luz de distância, uma galáxia que emite cerca de cem vezes mais energia do que a Via Láctea. Os dados foram obtidos com o Observatório Espacial Herschel e o submilímetro ALMA. Esta galáxia não mostra sinais de ter estado em fusão, nem mostra quaisquer sinais de atividade AGN, mas tem uma estrutura de barra central clara e complexa e gás em queda que foi previamente descoberto por espectroscopia de infravermelho.

p Os astrônomos observaram e modelaram vinte características espectrais de vapor d'água, linhas de diagnóstico suficientes para modelar a complexidade das regiões emissoras. Os resultados bem-sucedidos exigiram um modelo nuclear de três componentes:um envelope quente (cerca de 50 kelvin) com cerca de 450 anos-luz de raio dentro do qual está um segundo componente, um disco nuclear com cerca de 130 anos-luz de raio, e, finalmente, um núcleo compacto muito mais quente (100 kelvin) com cerca de 40 anos-luz de raio. Esses três componentes sozinhos emitem quase 70% da luminosidade da galáxia a partir de uma explosão estelar que está produzindo cerca de 18 massas solares de estrelas por ano (a Via Láctea tem em média cerca de uma por ano). A taxa de entrada de massa na região é quase a mesma que a produção de estrelas - cerca de 18 massas solares por ano. Além dessas conclusões sobre a região nuclear, os astrônomos usam seus resultados de melhor ajuste para modelar com sucesso 17 outras espécies moleculares (além da água) vistas no espectro infravermelho distante, incluindo moléculas ionizadas e moléculas portadoras de carbono e nitrogênio. Os resultados combinados, em particular a abundância extremamente alta de moléculas ionizadas, sugerem a forte presença de raios cósmicos ionizantes intensificados e lançam luz sobre a química da zona nuclear complexa.