到了1937年，科學家們從恆星的光譜中發現了一些特殊的化學分子和吸收譜線，十分出人意料。但是後來，他們發現了事情的真相。這些分子並不存在於恆星上，而是在星際空間中飄蕩。恆星發出的光在經過這些物質時，在光譜中留下了一些吸收線，證明了它們存在的痕跡。這是人類歷史上首次在宇宙空間中發現了分子，這引起了極大的轟動。因爲，分子是由原子之間發生碰撞才形成的，但是宇宙物質是如此稀薄，溫度也低至接近絕對零度。兩個原子能夠相遇的概率已經足夠低了，即便它們能夠碰撞並且生成分子，這些分子在宇宙中各種高能射線的輻射下，都會再次解體變爲原子。所以這些分子能夠頑強地生存在空間中，是非常難得的事情。

這樣的分子普遍存在於星系的氣體雲中，這些雲的密度太小，分子就不能留下明顯的譜線，但是如果密度太大，又會影響光線的通過。因此，這一類發現在此後的很長一段時間裏都沒有再出現。

後來，射電望遠鏡的出現帶來了新的突破。因爲我們之前發現的分子留下的譜線都集中在紅外段和無線電波段，所以使用射電望遠鏡對星際物質中的分子進行觀察，能夠產生很好的效果。

羥基是由一個氫原子和一個氧原子結合形成的，是一種非常活潑的化合物，在地球環境中極易與其他物質反應。但是蘇聯天文學傢什克洛夫斯基認爲，因爲在宇宙空間裏，物質的密度極小，所以羥基能夠生存很長時間，極有可能被我們發現。到了20世紀50年代，美國天文學家唐斯計算出了空間可能存在的17種分子的波長。1963年，美國科學家在使用射電望遠鏡觀測仙后座時，果然發現了羥基分子的譜線。這個發現成了人類探測星際分子的開端。

唐斯等科學家再接再厲，於1968年再次發現了氨分子和水分子。1969年，施耐德教授發現了甲醛分子，這是人類第一次在宇宙空間中發現有機分子。這些發現都大大提高了天文學家對星際分子探索的積極性，很多射電望遠鏡都開始被用來開展這項研究工作。在整個20世紀70年代，科學家們發現了46種星際分子，到了20世紀80年代末，累計發現的星際分子已經達到了80多種。

在所有被發現的分子中，大部分是有機分子。其中包含元素最多的分子中含有4種元素，分子量最大的爲123。羥基、一氧化碳和水分子的分佈十分廣泛，在很多區域都有所發現。相對地，還有很多分子只能在密度很大的星雲中發現存在的蹤跡，還有一些星際分子是地球上沒有的，在實驗室中都很難存在，如氰基丁二炔、氰基辛四炔、雙原子碳等。

美國伊利諾伊州立大學的天文觀測小組在1996年發表了一份觀測報告，報告中說，在距離我們2.5萬光年的半人馬座星雲中，找到了醋酸分子。在過去的幾十年中，人類已經陸續發現了很多醛類、醇類和脂類分子，但是還是頭一次發現醋酸分子。醋酸在生命的進化中發揮了重要的作用，是產生形成生命的化學物質的關鍵一步。醋酸和氨發生反應，能夠形成甘氨酸。這是一種氨基酸，而氨基酸又是構成蛋白質的基本組成物質。以我們在地球上的經驗，一切生命的主要組成部分就是蛋白質。

宇宙空間裏的星際分子經常會結合成分子云，在銀河系中明亮的旋臂中大量存在。這些分子云的密度不一，從幾十個天文單位到上百光年都有可能。一般來說，一個分子云的質量大約相當於數十萬個太陽的質量。它們的主要組成部分是羥基、甲醛和氨分子等。但是不同類型的分子云有很大的區別。1995年，英國科學家發現了一片“酒精雲”。顧名思義，其中含有大量乙醇分子，數量多到能夠填滿地球上的所有海洋數千次，如果釀成啤酒，能夠讓全人類喝上10億年。

星際分子的發現，是20世紀最重要的天文學發現之一。對這些星際分子進行的研究，能夠幫助我們更好地瞭解天體的演化過程、銀河系的化學結構以及宇宙的化學組成部分等現象。也爲我們在未來探索宇宙中的生命起源提供了寶貴的經驗。地球上的生命，極有可能就是從宇宙中來，如果事實果真如此，那我們在宇宙中，就註定不再孤獨。

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