Todos os átomos e moléculas emitem linhas espectrais distintas em todo o espectro, cujos detalhes dependem das estruturas internas da espécie (por exemplo, as propriedades de vibração e rotação das moléculas) e como elas são excitadas por seus ambientes. Medições de brilho dos recursos, intensidades relativas, e as formas permitem aos astrônomos, pelo menos em princípio, para reconstruir a maioria das propriedades essenciais desses ambientes, incluindo abundância de espécies, temperaturas, densidades, e movimentos. Mas para ter sucesso, os cientistas precisam saber quantitativamente exatamente como a temperatura, densidade, e assim por diante, afetam a excitação de cada átomo ou molécula, e então como cada espécie emite luz em resposta. Uma colisão entre as moléculas de oxigênio e nitrogênio, por exemplo, afetará uma molécula de oxigênio de maneira diferente do que sua colisão com o hidrogênio.

Os astrônomos do CfA desenvolvem e mantêm o banco de dados HITRAN (transmissão de alta resolução), uma compilação de parâmetros espectroscópicos de diagnóstico que é o padrão mundial para calcular a radiação molecular atmosférica desde o microondas até a região ultravioleta do espectro. O HITRAN adquiriu uma nova importância particular nos últimos anos com a descoberta de milhares de exoplanetas e a tecnologia em constante evolução para detectar suas atmosferas e medir suas composições. HITRAN é comumente usado para modelar essas atmosferas exóticas. A absorção molecular de oxigênio estimulada por colisões entre moléculas de oxigênio é pensada, por exemplo, ser um biomarcador importante em exoplanetas potencialmente habitáveis, mas a detecção desse recurso de absorção não é suficiente:ele precisa de uma interpretação.

Os astrofísicos do CfA Tijs Karman, Iouli Gordon, Bob Kurucz, Larry Rothman, e Kang Sun liderou uma equipe de colegas na atualização do HITRAN com muitas das propriedades essenciais de absorção induzida por colisão das moléculas necessárias para modelar atmosferas de exoplanetas. As principais espécies moleculares incluem nitrogênio, oxigênio, metano, dióxido de carbono, e hidrogênio. Os parâmetros numéricos foram coletados de uma ampla coleção de trabalhos laboratoriais e teóricos recentes e incorporados ao banco de dados HITRAN após serem validados. A compilação atualizada ajuda muito a atender às necessidades atuais, mas os autores observam que é necessário trabalho laboratorial e teórico adicional para incluir outros efeitos, água por exemplo, bem como as variações isotópicas das espécies atualmente incluídas.