星と星との間には星間ガスがあり、そこにはある割合で塵(ちり)が含まれています。この星間塵(せいかんじん)は、背景にある恒星からの光をさえぎってしてしまうため、その光は観測者まで届かないことになり、恒星を背景としてシルエットのように星間ガス雲が浮かび上がります。このような天体を暗黒星雲と呼びます。
星間ガス雲の密度が濃くなると、主な成分である水素が分子の状態で存在できるようになります。このような星間ガス雲をとくに分子雲と呼びます。分子雲は可視光では恒星などを背景とする暗黒星雲として見られますが、電波で観測すると様々な分子ごとに決まった周波数で輝いています。このような分子のうち最も代表的なものは一酸化炭素分子(CO)で、水素分子の約1万分の1の割合で存在していることが分かっています。分子雲の中でもとくに濃い部分では、いろいろな化学反応が起こり、多くの分子が合成されます。これまでに、星間空間では150種類を超える分子が発見されています。分子によって、存在できるガスの温度や密度が異なるため、分子の存在量やその割合を調べることで、その天体の特徴を詳しく知ることができるようになっています。
暗黒星雲や分子雲などの星間ガス雲は、恒星が生まれる母胎となっています。ガスの密度が著しく濃くなっている部分を高密度分子雲コアといいますが、その中心の最も濃い部分が重力によって収縮することで恒星が誕生するのです。星間ガス雲は新しい星を生み出すために不可欠な銀河の主要な構成要素なのです。
オリオン座の暗黒星雲。馬の頭に見えるので「馬頭(ばとう)星雲」と呼ばれています。(c)NASA, NOAO, ESA and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA) Acknowledgment: K. Noll (Hubble Heritage PI/STScI), C. Luginbuhl (USNO), F. Hamilton (Hubble Heritage/STScI)