Plus de 200 molécules ont été découvertes dans l'espace, certains (comme le Buckminsterfullerene) très complexes avec des atomes de carbone. En plus d'être intrinsèquement intéressant, ces molécules dégagent de la chaleur, aider les nuages ​​géants de matière interstellaire à se refroidir et à se contracter pour former de nouvelles étoiles. De plus, les astronomes utilisent le rayonnement de ces molécules pour étudier les conditions locales, par exemple, à mesure que les planètes se forment en disques autour des jeunes étoiles.

L'abondance relative de ces espèces moléculaires est une énigme importante mais de longue date, dépendant de nombreux facteurs allant de l'abondance des éléments de base et de la force du champ de rayonnement ultraviolet à la densité d'un nuage, Température, Et l'âge. Les abondances des petites molécules (celles avec deux ou trois atomes) sont particulièrement importantes car elles forment des tremplins vers des espèces plus grandes, et parmi ceux-ci, ceux qui portent une charge nette sont d'autant plus importants qu'ils subissent plus facilement des réactions chimiques. Les modèles actuels du milieu interstellaire diffus supposent des couches uniformes de gaz illuminé par ultraviolets avec une densité constante ou une densité qui varie progressivement avec la profondeur dans le nuage. Le problème est que les prédictions des modèles sont souvent en désaccord avec les observations.

Des décennies d'observations ont également montré, cependant, que le milieu interstellaire n'est pas uniforme mais plutôt turbulent, avec de grandes variations de densité et de température sur de petites distances. L'astronome du CfA Shmuel Bialy a dirigé une équipe de scientifiques étudiant l'abondance de quatre molécules clés - H2, OH ⁺ , H2O ⁺ , et ArH ⁺ -dans un milieu supersonique (avec des mouvements dépassant la vitesse du son) et turbulent. Ces molécules particulières sont à la fois des sondes astronomiques utiles et très sensibles aux fluctuations de densité qui surviennent naturellement dans les milieux turbulents. S'appuyant sur leurs études précédentes sur le comportement de l'hydrogène moléculaire (H2) dans les milieux turbulents, les scientifiques ont effectué des simulations informatiques détaillées qui intègrent un large éventail de voies chimiques ainsi que des modèles de mouvements turbulents supersoniques dans une variété de scénarios d'excitation entraînés par le rayonnement ultraviolet et les rayons cosmiques. leurs résultats, par rapport à des observations approfondies de molécules, montrer un bon accord. La gamme des conditions turbulentes est large et les prédictions en conséquence larges, cependant, de sorte que même si les nouveaux modèles expliquent mieux les plages observées, ils peuvent être ambigus et expliquer une situation particulière avec plusieurs combinaisons différentes de paramètres. Les auteurs plaident en faveur d'observations supplémentaires et d'une prochaine génération de modèles pour restreindre plus étroitement les conclusions.