Tutti gli atomi e le molecole emettono linee spettrali distintive attraverso lo spettro, i cui dettagli dipendono dalle strutture interne della specie (ad esempio, le proprietà di vibrazione e rotazione delle molecole) e come sono eccitate dai loro ambienti. Misurazioni della luminosità delle caratteristiche, intensità relative, e le forme consentono agli astronomi, almeno in linea di principio, ricostruire la maggior parte delle proprietà essenziali di questi ambienti, comprese le abbondanze di specie, temperature, densità, e mozioni. Ma per avere successo, gli scienziati devono sapere quantitativamente esattamente come la temperatura, densità, e così via, influenzare l'eccitazione di ogni atomo o molecola, e poi come ogni specie emette luce in risposta. Una collisione tra molecole di ossigeno e azoto, Per esempio, influenzerà una molecola di ossigeno in modo diverso rispetto alla sua collisione con l'idrogeno.

Gli astronomi CfA sviluppano e mantengono il database HITRAN (High Resolution Transmission), una raccolta di parametri diagnostici spettroscopici che è lo standard mondiale per il calcolo della radiazione molecolare atmosferica dalle microonde attraverso la regione ultravioletta dello spettro. HITRAN ha acquisito particolare nuova importanza negli ultimi anni con la scoperta di migliaia di esopianeti e la tecnologia in costante miglioramento per rilevare le loro atmosfere e misurare le loro composizioni. HITRAN è comunemente usato per modellare queste atmosfere esotiche. Si pensa che l'assorbimento molecolare di ossigeno stimolato da collisioni tra molecole di ossigeno, Per esempio, essere un importante biomarcatore su esopianeti potenzialmente abitabili, ma la rilevazione di questa caratteristica di assorbimento non è sufficiente:necessita di un'interpretazione.

gli astrofisici CfA Tijs Karman, Iouli Gordon, Bob Kuruz, Larry Rothman, e Kang Sun hanno guidato un team di colleghi nell'aggiornamento di HITRAN con molte delle proprietà essenziali di assorbimento indotte da collisioni delle molecole necessarie per modellare le atmosfere degli esopianeti. Le specie molecolari chiave includono azoto, ossigeno, metano, diossido di carbonio, e idrogeno. I parametri numerici sono stati raccolti da un'ampia raccolta di recenti lavori di laboratorio e teorici e incorporati nel database HITRAN dopo essere stati convalidati. La compilazione aggiornata fa molto per soddisfare le esigenze attuali, ma gli autori notano che è necessario ulteriore lavoro di laboratorio e teorico per includere altri effetti, acqua per esempio, così come le variazioni isotopiche delle specie attualmente incluse.