Nello spazio sono state scoperte più di 200 molecole, alcuni (come Buckminsterfullerene) molto complessi con atomi di carbonio. Oltre ad essere intrinsecamente interessante, queste molecole irradiano calore, aiutando nuvole giganti di materiale interstellare a raffreddarsi e contrarsi per formare nuove stelle. Inoltre, gli astronomi usano la radiazione di queste molecole per studiare le condizioni locali, Per esempio, come i pianeti si formano nei dischi attorno alle giovani stelle.

L'abbondanza relativa di queste specie molecolari è un enigma importante ma di vecchia data, dipende da molti fattori dall'abbondanza degli elementi di base e dalla forza del campo di radiazione ultravioletta alla densità di una nuvola, temperatura, ed età. Le abbondanze delle piccole molecole (quelle con due o tre atomi) sono particolarmente importanti poiché costituiscono trampolini di lancio per specie più grandi, e tra questi quelli che portano una carica netta sono ancora più importanti poiché subiscono più prontamente reazioni chimiche. Gli attuali modelli del mezzo interstellare diffuso assumono strati uniformi di gas illuminato dagli ultravioletti con una densità costante o una densità che varia dolcemente con la profondità della nube. Il problema è che le previsioni dei modelli spesso non sono d'accordo con le osservazioni.

Decenni di osservazioni hanno anche dimostrato, però, che il mezzo interstellare non è uniforme ma piuttosto turbolento, con grandi variazioni di densità e temperatura su piccole distanze. L'astronomo CfA Shmuel Bialy ha guidato un team di scienziati che ha studiato l'abbondanza di quattro molecole chiave:H2, OH ⁺ , H2O ⁺ , e ArH ⁺ —in un mezzo supersonico (con moti che superano la velocità del suono) e turbolento. Queste particolari molecole sono utili sonde astronomiche e altamente sensibili alle fluttuazioni di densità che si verificano naturalmente nei mezzi turbolenti. Basandosi sui loro precedenti studi sul comportamento dell'idrogeno molecolare (H2) in mezzi turbolenti, gli scienziati hanno eseguito simulazioni al computer dettagliate che incorporano un'ampia gamma di percorsi chimici insieme a modelli di moti turbolenti supersonici in una varietà di scenari di eccitazione guidati da radiazioni ultraviolette e raggi cosmici. I loro risultati, se confrontato con ampie osservazioni di molecole, mostra un buon accordo. La gamma di condizioni turbolente è ampia e le previsioni corrispondentemente ampie, però, in modo che mentre i nuovi modelli fanno un lavoro migliore nello spiegare gli intervalli osservati, possono essere ambigui e spiegare una situazione particolare con diverse combinazioni di parametri. Gli autori sostengono la necessità di ulteriori osservazioni e di modelli di prossima generazione per vincolare le conclusioni in modo più stretto.