现代天文学依赖于对分子材料生命周期的理解，尽管天文学家了解这一过程的大部分内容，但仍有很多缺失的部分。通过研究银河系25个区域的六个氢化物分子，来自平流层红外天文台(SOFIA)的数据正在帮助填补一些空白，即分子云如何形成和演化。
约翰霍普金斯大学的天文学家Arshia Jacob概述了分子物质的生命周期过程“弥漫原子气体变成致密的分子气体，最终形成恒星和恒星系统，并随着时间的推移继续进化，但还有很多我们不了解的地方。
雅各布是最近发表在《天体物理学杂志》上的一篇论文的主要作者，他使用SOFIA来表征银河系中的星际介质，以填补其中一些缺失的部分。通过研究六种氢化物，它们是分子或分子离子，其中一个或多个氢原子通过共享电子对与较重的原子结合，雅各布和她的合作者希望更好地了解分子云如何形成和演化。
氢化物对天文学家很有用，因为它们是星际介质不同相位的非常敏感的示踪剂，它们的化学性质相对简单。此外，氢化物观察提供了对存在材料数量的测量。
多研究者SOFIA项目银河系中的氢化物(HyGAL)使用多种氢化物分子，允许监测不同的过程，同时补充其他观察结果。例如，所研究的氢化物之一氩只能在几乎纯原子气体的区域形成，因此检测氩表明其周围环境中的分子含量较低。其他氢化物分子可以指示稠密气体的存在、强烈的宇宙辐射、湍流等。
“氢化物很小，但我们可以从中学到很多东西。小分子，大影响，“雅各布说。
在项目的第一阶段，该小组比较了银河系三个区域的氢化物丰度：两个恒星形成区域W3(OH)和W3 IRS5，以及一个年轻的恒星物体NGC 7538 IRS1。尽管前三个来源的平均特性相似，但整个HyGAL项目计划总共研究25个区域。其余22个来源涵盖了从内星系一直到外星系的距离，他们预计结果会大不相同。
“来源非常不同：其中一些更老，有些有更多的化学富集，有些更年轻，仍在形成恒星，”雅各布说。所有这些都会影响形成的分子的性质，例如它们的丰度。
远离银河系中心，从原子到分子气体的转变发生变化，宇宙射线电离率变化很大，这将导致存在的分子比例和其他性质的差异。这将有助于天文学家了解银河系内环境的多样性。
“想象一下，你正在进入云层。在每个阶段，你会看到不同的分子，反映了云特性的变化，因为它变得越来越密集，“雅各布说。“通过这个项目，我们正在填补这一转变的属性。
目前，只有少数明亮的光源发出以这种方式研究的广泛辐射，都集中在内星系。SOFIA数据将是现有数据的两倍多，提供有关这些云的结构，动力学和化学以及致密物质来自何处的其他答案。
SOFIA是目前唯一能够以所需分辨率获得这些观测所需频率范围的设施。SOFIA上的德国太赫兹频率天文学(GREAT)仪器允许同时监测五个频率，每个频率调谐到六个氢化物中的五个，以确定云源的组成。这些研究得到了无线电波长研究的补充，这些天文台如新墨西哥州索科罗附近的Karl G. Jansky超大阵列。
“我们的想法是不仅要为我们提供有关来源本身的信息，还要提供有关它们穿过的不同螺旋臂的信息，使这真正成为对银河系尺度的研究，”雅各布说。
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