Mais de 200 moléculas foram descobertas no espaço, alguns (como Buckminsterfullerene) muito complexos com átomos de carbono. Além de ser intrinsecamente interessante, essas moléculas irradiam calor, ajudando nuvens gigantes de material interestelar a esfriar e se contrair para formar novas estrelas. Além disso, astrônomos usam a radiação dessas moléculas para estudar as condições locais, por exemplo, à medida que os planetas se formam em discos ao redor de estrelas jovens.

A abundância relativa dessas espécies moleculares é um quebra-cabeça importante, mas de longa data, dependente de muitos fatores, desde a abundância dos elementos básicos e a força do campo de radiação ultravioleta até a densidade de uma nuvem, temperatura, e idade. As abundâncias das pequenas moléculas (aquelas com dois ou três átomos) são particularmente importantes, uma vez que formam um trampolim para espécies maiores, e entre esses os que carregam uma carga líquida são ainda mais importantes, uma vez que sofrem reações químicas mais prontamente. Os modelos atuais do meio interestelar difuso assumem camadas uniformes de gás ultravioleta iluminado com uma densidade constante ou uma densidade que varia suavemente com a profundidade na nuvem. O problema é que as previsões dos modelos muitas vezes discordam das observações.

Décadas de observações também mostraram, Contudo, que o meio interestelar não é uniforme, mas turbulento, com grandes variações de densidade e temperatura em pequenas distâncias. O astrônomo CfA Shmuel Bialy liderou uma equipe de cientistas que investigou a abundância de quatro moléculas-chave - H2, OH ⁺ , H2O ⁺ , e ArH ⁺ - em um meio supersônico (com movimentos que excedem a velocidade do som) e turbulento. Essas moléculas em particular são sondas astronômicas úteis e altamente sensíveis às flutuações de densidade que surgem naturalmente em meios turbulentos. Com base em seus estudos anteriores sobre o comportamento do hidrogênio molecular (H2) em meios turbulentos, os cientistas realizaram simulações de computador detalhadas que incorporam uma ampla gama de vias químicas junto com modelos de movimentos turbulentos supersônicos sob uma variedade de cenários de excitação impulsionados por radiação ultravioleta e raios cósmicos. Seus resultados, quando comparado a extensas observações de moléculas, mostrar boa concordância. A gama de condições turbulentas é ampla e as previsões correspondentemente amplas, Contudo, de modo que enquanto os novos modelos explicam melhor os intervalos observados, eles podem ser ambíguos e explicar uma situação particular com várias combinações diferentes de parâmetros. Os autores defendem observações adicionais e uma próxima geração de modelos para restringir as conclusões com mais firmeza.