Помимо того, что они интересны сами по себе, эти молекулы также излучают тепло, помогая гигантским облакам межзвездного материала охлаждаться и сжиматься, в результате чего формируются новые звезды. Более того, астрономы используют излучение, испускаемое этими молекулами, для изучения условий в их окрестностях, например, при анализе формирования планет в дисках вокруг звезд.

Относительное содержание молекул разных соединений представляет собой важную и довольно давно стоящую перед учеными проблему, поскольку на него оказывает влияние множество факторов, таких как, например, содержания основных химических элементов, мощность поля, создаваемого ультрафиолетовым излучением, плотность газового облака, его температура и возраст. В современных моделях разреженной межзвездной среды обычно принимается, что газовое облако представляет собой однородные слои облучаемого ультрафиолетом газа, имеющего либо постоянную плотность, либо плотность, увеличивающуюся с глубиной при продвижении к центру облака. Проблема состоит в том, что прогнозы, сделанные на основе таких моделей, часто расходятся с наблюдениями.

Однако десятилетия наблюдений показали, что межзвездная среда представляет собой не однородный, а весьма турбулизованный материал, демонстрирующий значительные колебания плотности и температуры на относительно небольших расстояниях. Астроном из Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра, США, Шмуэль Биали (Shmuel Bialy) возглавил команду исследователей, изучающих содержания четырех ключевых молекул – H2, OH+, H2O+ и ArH+ - в турбулентной среде, в которой материал движется со сверхзвуковыми скоростями. Эти конкретные молекулы полезны, с одной стороны, поскольку они позволяют делать надежные выводы об условиях, в которых пребывают облака этих молекул в далеких уголках космоса, а с другой стороны, потому что они весьма чувствительны к флуктуациям плотности, естественным образом возникающим в турбулентной среде. Основываясь на своих предыдущих исследованиях поведения молекулярного водорода (H2) в турбулентной среде, ученые провели подробное компьютерное моделирование, включавшее многочисленные возможные пути химических превращений совместно с моделированием сверхзвуковой турбулентной среды и различными вариантами уровней возбуждения частиц, вызываемого ультрафиолетовым светом или космическими лучами.