星際分子即存在於星際空間的有機分子和無機分子。 從19世紀起，天文學家們就觀測到某些跡象，表明星際空間不是一片真空。1930年，美國天文學家特朗普勒（r.j. trumpler，1886年－1956年）通過對銀河星團的研究，證實了星際之間的確存在星際物質。星際物質中90%以上是氣體，其餘是塵埃微粒，溫度通常在零下200攝氏度以下，用光學望遠鏡根本觀測不到。1944年，荷蘭天文學家範德胡斯特（h.c van dehulst 1918年－）根據相關理論推斷星際氫原子會發射波長21厘米的電磁波。1951年，用射電望遠鏡果然探測到了這種輻射。 由於星際物質非常稀薄，天文學家們起初認為星際氣體都是單個原子或離子，分子是根本不可能存在的。1957年，美國物理學家湯斯（c.h.townes，1915年－）指出了宇宙空間可能存在的17種星際分子，並提出探測到它們的方法。實際上，星際分子ch、ch 早在幾十年前就通過其在光學恆星光譜中的特征譜帶被發現；而oh、h2o、h2co、、hc3n、nh3和co等分子則是在過去幾年通過其在射電波段的譜線特征被探測到。隨後，科學家們1963年在仙後座探測到了羥基（oh），1968年在銀河係中心區探測到了氨（nh3）和水，1969年發現了甲醛（hcho）。到1991年，科學家已經陸續發現了超過100種星際分子。此外，星際h2的光學探測也在近期被報道。
星際有機分子的發現有助於幫助人類瞭解星雲及恆星的演變過程，同時也增大了外星生命存在的可能性，是如今天文學的分支——星際化學的基礎。近年來，星際分子形成的問題重要性顯著增強，這主要得益於在星際空間中探測到了多種多樣的分子物種。因此它也被譽為“20世紀60年代天文學四大發現”之一。
星際有機分子主要存在於星際介質中，特別是在密集的分子雲以及環繞原恆星、被稱為熱核或熱星雲的區域。
星際有機分子的研究是三大基礎理論（天體演化，生命起源與物質結構）研究的一個重要交叉點。地球到底是不是宇宙中唯一存在高階生命的天體，這個問題是不能輕易地下結論的。因而需要深入研究各種型別的星際有機分子，去獲取更多與更可靠的宇宙資訊。 星際有機分子和類星體，脈衝星，宇宙微波背景輻射構成了二十世紀六十年代天文學的四大發現。早在幾十年前，星際分子ch、ch 等已通過光學恆星光譜被發現。近年來，通過射電波段，又陸續探測到oh、h2o、h2co、、hc3n、nh3、co等多種分子，而h2則通過光學探測被發現。加拿大河茨拜格天體物理研究所的學者們在金牛座的星際雲中發現了一種九個原子的有機分子，分子式為hc7n，分子量達99。這種含有長碳鏈的直鏈分子，結構比較複雜，接近於有機化合物，至今（2010年），地球上天然化合物中尚沒有發現它的存在。
後來，英國化學家克羅托等人在1977年5月用人工方法合成了它。後來，加拿大阿爾貢天文台報道，又發現了一種十一個原子的星際分子氰基辛炔hc9n。結構式為：hc≡c－c≡c－c≡c－c≡c－c≡n。這是人類所發現的最重的星際有機分子，它的分子量已達到123。當前，對富含複雜有機分子的‘熱核’的觀測成為研究重點。熱核是具有豐富有機分子輻射的分子雲核，具有高溫氣體和緻密結構特征。目前在星際空間中探測到的有機分子，絕大部分處在熱核中，因此熱核堪稱高效的宇宙‘化工廠’。重點考察了其中3種複雜有機分子——含氮有機分子乙基氰、含氧有機分子甲酸甲酯和甲醇。該研究首次係統地發現熱核中普遍存在的氮氧分離現象，這為開展地球‘碳虧損’研究提供了依據。當然，隨著科學的發達，星際有機分子的記錄還會不斷重新整理。
星際有機分子主要存在於星際介質中的密集分子雲，以及圍繞原恆星、被稱為熱核或熱星雲的區域。這些區域是宇宙中高效的“化工廠”，絕大多數在星際空間探測到的複雜有機分子都存在於熱核中。
星際分子通過其產生的特征光譜被探測。早期發現的分子如ch、ch 是通過它們在光學波段的吸收譜線在恆星光譜中被識別的，而近年來發現的大量分子如oh、h2o、、nh3、co等則主要通過它們在射電波段的譜線特征被探測到。某些複雜有機分子如乙基氰、甲酸甲酯、甲醇的譜線通常在較高密度和溫度條件下才能被激發，因此它們常作為熱核分子探針使用。
星際空間中的複雜有機分子與恆星形成、生命起源等重大問題息息相關。開展宇宙複雜有機分子研究，對富含有機分子的熱核進行觀測，是研究天體化學、大質量恆星形成及宇宙生命起源的基礎。熱核是具有豐富有機分子輻射的分子雲核，具有高溫氣體和緻密結構特征。目前在星際空間中探測到的有機分子，絕大部分處在熱核中，因此熱核堪稱高效的宇宙“化工廠”。由於星際空間中複雜有機分子與生命前化學息息相關，開展宇宙複雜有機分子研究可以增進人們對天體化學的理解，進而為大質量恆星形成、宇宙生命起源研究提供有力支撐。
研究星際有機分子產生機製並探究宇宙生命起源是ska的主要科學目標之一。該研究首次係統地發現熱核中普遍存在的氮氧分離現象，這為開展地球“碳虧損”研究提供了依據。
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