мини|усправно=1.5|Инфрацрвени спектар HH 46/47 (слика у уметку), са вибрационим тракама неколико молекула означених бојом Ово је списак молекула који су детектовани у међузвезданом медијуму и циркумзвезданим омотачима, груписаних по броју саставних атома. За свако детектовано једињење наведена је хемијска формула, заједно са било којим јонизованим обликом који је такође посматран.

Позадина мини|десно|усправно=1.33|Идеализовани пример ротационог спектра (доле) произведеног прелазима између различитих ротационих енергетских нивоа (горе) једноставног линеарног молекула. је ротациона константа молекула, је ротациони квантни број, је горњи ниво, а је доњи ниво. Молекули наведени у наставку детектовани су путем астрономске спектроскопије. Њихове спектралне карактеристике настају јер молекули или апсорбују или емитују фотон светлости када прелазе између два молекуларна енергетска нивоа. Енергија (а тиме и таласна дужина) фотона одговара разлици у енергији између укључених нивоа. Молекуларни електронски прелази се дешавају када се један од електрона молекула помера између молекуларних орбитала, стварајући спектралну линију у ултраљубичастом, оптичком или блиско-инфрацрвеном делу електромагнетног спектра. Алтернативно, вибрациони прелаз преноси кванте енергије на (или са) вибрација молекуларних веза, стварајући карактеристичне сигнале у средње- или далеко-инфрацрвеном опсегу. Молекули у гасној фази такође имају квантизоване ротационе нивое, што доводи до прелаза на микроталасним или радио таласним дужинама.

Понекад прелаз може укључивати више од једног од ових типова енергетских нивоа, нпр. ро-вибрациона спектроскопија мења и ротациони и вибрациони енергетски ниво. Повремено се сва три дешавају истовремено, као у Филипсовој траци C2 (диатомски угљеник), у којој електронски прелаз производи линију у блиско-инфрацрвеном делу, која се затим цепа на неколико вибронских трака услед истовремене промене вибрационог нивоа, које се затим поново цепају на ротационе гране.

Спектар одређеног молекула одређен је изборним правилима квантне хемије и његовом молекуларном симетријом. Неки молекули имају једноставне спектре које је лако идентификовати, док други (чак и неки мали молекули) имају изузетно сложене спектре са флуксом распоређеним међу многим различитим линијама, што их чини много тежим за откривање. Интеракције између атомских језгара и електрона понекад узрокују даљу хиперфину структуру спектралних линија. Ако молекул постоји у више изотополога (верзија које садрже различите атомске изотопе), спектар се додатно компликује изотопским померајима.

Откривање новог међузвезданог или циркумзвезданог молекула захтева идентификацију одговарајућег астрономског објекта где је вероватно да ће бити присутан, а затим посматрање помоћу телескопа опремљеног спектрографом који ради на потребној таласној дужини, спектралној резолуцији и осетљивости. Први молекул детектован у међузвезданом медијуму био је метилидински радикал (CH•) 1937. године, путем његовог јаког електронског прелаза на 4300 ангстрема (у оптичком делу спектра). Напредак у астрономској инструментацији довео је до све већег броја нових открића. Од 1950-их година, радио-астрономија је почела да доминира новим открићима, а субмилиметарска астрономија је такође постала важна од 1990-их.

Инвентар детектованих молекула је веома пристрасан према одређеним типовима које је лакше детектовати. На пример, радио-астрономија је најосетљивија на мале линеарне молекуле са високим молекуларним диполом. Најчешћи молекул у свемиру, H2 (молекуларни водоник), потпуно је невидљив за радио-телескопе јер нема дипол; његови електронски прелази су сувише енергетски за оптичке телескопе, па је за детекцију H2 било потребно ултраљубичасто посматрање помоћу сондажне ракете. Вибрационе линије често нису специфичне за појединачни молекул, већ омогућавају идентификацију само опште класе. На пример, вибрационе линије полицикличних ароматичних угљоводоника (ПАХ) идентификоване су 1984. године, што показује да је ова класа молекула веома честа у свемиру, али је било потребно до 2021. године да се идентификује било који специфични ПАХ путем њихових ротационих линија.

мини|десно|усправно=1.25|Угљенична звезда CW Leonis. Видљиви омотачи циркумзвезданог материјала избачени су од стране централне звезде током хиљада година. Један од најбогатијих извора за откривање међузвезданих молекула је Сагитаријус Б2 (Sgr B2), гигантски молекуларни облак близу центра Млечног пута. Отприлике половина молекула наведених испод први пут је пронађена у Sgr B2, а многи други су касније тамо детектовани. Многи од највећих молекула први пут су откривени у другом молекуларном облаку, TMC-1. Богат извор циркумзвезданих молекула је CW Leonis (такође позната као IRC +10216), оближња угљенична звезда, где је идентификовано око 50 молекула. Не постоји јасна граница између међузвезданог и циркумзвезданог медијума, тако да су оба укључена у табеле испод.

Дисциплина астрохемије укључује разумевање како се ови молекули формирају и објашњавање њихових количина. Изузетно ниска густина међузвезданог медијума није погодна за формирање молекула, што чини конвенционалне реакције у гасној фази између неутралних врста (атома или молекула) неефикасним. Многи региони такође имају веома ниске температуре (обично 10 келвина унутар молекуларног облака), што додатно смањује брзину реакција, или висока поља ултраљубичастог зрачења, која уништавају молекуле путем фотохемије. Објашњавање посматраних количина међузвезданих молекула захтева израчунавање равнотеже између брзина формирања и уништавања користећи хемија јона у гасној фази (често вођену космичким зрацима), хемијом на површини космичке прашине, радијативним преносом укључујући међузвездану екстинкцију, и софистицираним реакционим мрежама. Употреба молекуларних линија за одређивање физичких својстава астрономских објеката позната је као молекуларна астрофизика.

Молекули Следеће табеле наводе молекуле који су откривени у међузвезданом медијуму или циркумзвезданој материји, груписане по броју саставних атома. Неутрални молекули и њихови молекуларни јони наведени су у одвојеним колонама; ако у колони за молекуле нема уноса, детектован је само јонизовани облик. Ознаке (називи молекула) су оне које се користе у научној литератури која описује откриће; ако није дат назив, то поље је остављено празно. Маса је наведена у далтонима. Деутерисани молекули, који садрже најмање један атом деутеријума (2H), имају незнатно различите масе и наведени су у посебној табели. Укупан број јединствених врста, укључујући различита јонизациона стања, назначен је у заглављу сваког одељка.

Већина до сада откривених молекула су органски. Једини откривени неоргански молекул са пет или више атома је SiH4. Сви већи молекули имају најмање један атом угљеника, без N−N или O−O веза.

Двоатомски (45) десно|мини|Угљен-моноксид се често користи за праћење расподеле масе у молекуларним облацима.

МолекулОзнакаМасаЈониAlClАлуминијум монохлорид62.5—AlFАлуминијум монофлуорид46—AlOАлуминијум моноксид43——Аргонијум37ArH+C2Диатомски угљеник24——Флуорометилидинијум31CF+CHМетилидински радикал13CH+CNЦијано радикал26CN+, CN−COУгљен-моноксид28CO+CPУгљен монофосфид43—CSУгљен-моносулфид44—FeOГвожђе(II)-оксид82——Хелијум-хидридни јон5HeH+H2Молекуларни водоник2—HClХлороводоник36.5HCl+HFФлуороводоник20—HOХидроксилни радикал17OH+KClКалијум-хлорид75.5—NHИмидогенски радикал15—N2Молекуларни азот28—NOАзот-моноксид30NO+NSАзот-сулфид46—NaClНатријум-хлорид58.5——Магнезијум-монохидридни катјон25.3MgH+O2Молекуларни кисеоник32—PNФосфор-мононитрид45—POФосфор-моноксид47—SHСумпор-монохидрид33SH+SOСумпор-моноксид48SO+SiCКарборундум40—SiN–42—SiOСилицијум-моноксид44—NaSНатријум-сулфид55—MgSМагнезијум-сулфид56—SiSСилицијум-моносулфид60—TiOТитанијум(II)-оксид64—

Троатомски (45)

десно|мини|Катјон је један од најзаступљенијих јона у свемиру. Први пут је детектован 1993. године.

МолекулОзнакаМасаЈониAlNCАлуминијум-изоцијанид53—AlOHАлуминијум-хидроксид44—C3Трикарбон36—C2HЕтинил радикал25—CCNЦијанометилидин38—C2OДиугљеник-моноксид40—C2SТиоксоетенилиден56—C2P—55—CO2Угљен-диоксид44—CaNC Калцијум(I)-изоцијанид66— FeCNГвожђе(I)-цијанид82——Протонисани молекуларни водоник3H2CМетиленски радикал14——Хлоронијум37.5H2Cl+H2OВода18H2O+HO2Хидропероксил33—H2SВодоник-сулфад34—HCNВодоник-цијанид27—HNCВодоник-изоцијанид27—HCOФормил радикал29HCO+HCPФосфаетин44—HCSТиоформил45HCS+—Диазенилијум29HNOНитроксил31——Изоформил29HOC+HSCИзотиоформил45—KCNКалијум-цијанид65—MgCNМагнезијум(I)-цијанид50—MgNCМагнезијум(I)-изоцијанид50—NH2Амино радикал16—N2OАзот-субоксид44—NaCNНатријум-цијанид49—NaOHНатријум-хидроксид40—OCSКарбонил-сулфид60—O3Озон48—SO2Сумпор-диоксид64—c-SiC2c-Силицијум-дикарбид<ref name="aass226" />52—SiCSiДисилицијум-карбид68—SiCNСилицијум-карбонитрид54—SiNC54—CaC2Калцијум-дикарбид64—TiO2Титанијум-диоксид79.9—

Четири атома (31) десно|мини|Формалдехид је органски молекул који је широко распрострањен у међузвезданом медијуму.

МолекулОзнакаМасаЈониCH3Метил радикал15l-C3HПропинилидин37l-C3H+c-C3HЦиклопропинилидин37—C3NЦијаноетинил50C3N−C3OТриугљеник-моноксид52—C3SТриугљеник-сулфид68——Хидронијум19H3O+C2H2Ацетилен26—H2CNМетилен амидоген28H2CN+H2NCАминокарбин28—H2COФормалдехид30—H2CSТиоформалдехид46—HCCN—39—HCCOКетенил41——Протонисани водоник-цијанид28HCNH+—Протонисани угљен-диоксид45HOCO+HCNOФулминска киселина43—HOCNЦијанска киселина43—CNCN Изоцијаноген52—HOOHВодоник-пероксид34—HNCOИзоцијанатна киселина43—HNCNЦијаномидил радикал41—HNCSИзотиоцијанска киселина59—NH3Амонијак17—HSCNТиоцијанска киселина59—HNSOТионилимид63—SiC3Силицијум-трикарбид64—HMgNCХидромагнезијум-изоцијанид51.3—HNO2Азотаста киселина47—

Пет атома (21) десно|мини|Метан, примарна компонента природног гаса, такође је детектован на кометама и у атмосфери неколико планета у Сунчевом систему.

МолекулОзнакаМасаЈони—Амонијум јон18CH4Метан16—CH3OМетокси радикал31—c-C3H2Циклопропенилиден38—l-H2C3Пропадиенилиден38—H2CCNЦијанометил40—H2C2OКетен42—H2CNHМетиленимин29—HNCNHКарбодиимид42——Протонисани формалдехид31H2COH+C4HБутадиинил49C4H−HC3NЦијаноацетилен51—HCC-NCИзоцијаноацетилен51—HCOOHМравља киселина46—NH2CNЦијанамид42—NH2OHХидроксиламин37——Протонисани цијаноген53NCCNH+HC(O)CNЦијаноформалдехид55—C5Линеарни C560—HCS2Hдитиомравља киселина78—SiC4Силицијум-карбидни кластер92—SiH4Силан32—

Шест атома (16) десно|мини|У међузвезданом медијуму, формамид (горе) се може комбиновати са метиленом да би се формирао ацетамид.

+МолекулОзнакаМасаЈониc-H2C3OЦиклопропенон54—E-HNCHCNE-Цијанометанимин54—C2H4Етилен28—CH3CNАцетонитрил40—CH3NCМетил-изоцијанид40—CH3OHМетанол32—CH3SHМетантиол48—l-H2C4Диацетилен50——Протонисани цијаноацетилен52HC3NH+HCONH2Формамид44—HOCOOHУгљена киселина —C5HПентинилидин61—C5NЦијанобутадиинил радикал74—HC2CHOПропинал54—HC4N— 63—CH2CNHКетенимин40—C5S—92—

Седам атома (16) десно|мини|Ацеталдехид (горе) и његови изомери винил-алкохол и етилен-оксид су сви детектовани у међузвезданом простору.

МолекулОзнакаМасаЈониc-C2H4OЕтилен-оксид44—CH3C2HМетилацетилен40—H3CNH2Метиламин31—CH2CHCNАкрилонитрил53—HCCCHNHПропаргилимин53—H2CHCOHВинил-алкохол44—C6HХексатриинил радикал73C6H−HC4CNЦијанодиацетилен75—HC4NCИзоцијанодиацетилен75—HC5O—77—CH3CHOАцеталдехид44—CH3CHSТиоацеталдехид60—CH3NCOМетил-изоцијанат57—HOCH2CNГликолонитрил57—HC3HCN1-цијано пропаргил радикал64—CH2C3N3-цијано пропаргил радикал64—

Осам атома (14) десно|мини|Радио-сигнал сирћетне киселине, једињења које се налази у сирћету, потврђен је 1997. године.

МолекулОзнакаМасаH3CC2CNМетилцијаноацетилен65HC3H2CNПропаргил-цијанид65H2COHCHOГликолалдехид60(CHOH)21,2-етендиол60HCOOCH3Метил-формијат60CH3COOHСирћетна киселина60H2C6Хексапентаенилиден74CH2CHCHOПропенал56CH2CCHCNЦијаноален65CH3CHNHЕтанимин43C2H3NH2Виниламин43C7HХептатриенил радикал85NH2CH2CNАминоацетонитрил56(NH2)2COУреа60

Девет атома (11)