到了1937年，科学家们从恒星的光谱中发现了一些特殊的化学分子和吸收谱线，十分出人意料。但是后来，他们发现了事情的真相。这些分子并不存在于恒星上，而是在星际空间中飘荡。恒星发出的光在经过这些物质时，在光谱中留下了一些吸收线，证明了它们存在的痕迹。这是人类历史上首次在宇宙空间中发现了分子，这引起了极大的轰动。因为，分子是由原子之间发生碰撞才形成的，但是宇宙物质是如此稀薄，温度也低至接近绝对零度。两个原子能够相遇的概率已经足够低了，即便它们能够碰撞并且生成分子，这些分子在宇宙中各种高能射线的辐射下，都会再次解体变为原子。所以这些分子能够顽强地生存在空间中，是非常难得的事情。

这样的分子普遍存在于星系的气体云中，这些云的密度太小，分子就不能留下明显的谱线，但是如果密度太大，又会影响光线的通过。因此，这一类发现在此后的很长一段时间里都没有再出现。

后来，射电望远镜的出现带来了新的突破。因为我们之前发现的分子留下的谱线都集中在红外段和无线电波段，所以使用射电望远镜对星际物质中的分子进行观察，能够产生很好的效果。

羟基是由一个氢原子和一个氧原子结合形成的，是一种非常活泼的化合物，在地球环境中极易与其他物质反应。但是苏联天文学家什克洛夫斯基认为，因为在宇宙空间里，物质的密度极小，所以羟基能够生存很长时间，极有可能被我们发现。到了20世纪50年代，美国天文学家唐斯计算出了空间可能存在的17种分子的波长。1963年，美国科学家在使用射电望远镜观测仙后座时，果然发现了羟基分子的谱线。这个发现成了人类探测星际分子的开端。

唐斯等科学家再接再厉，于1968年再次发现了氨分子和水分子。1969年，施耐德教授发现了甲醛分子，这是人类第一次在宇宙空间中发现有机分子。这些发现都大大提高了天文学家对星际分子探索的积极性，很多射电望远镜都开始被用来开展这项研究工作。在整个20世纪70年代，科学家们发现了46种星际分子，到了20世纪80年代末，累计发现的星际分子已经达到了80多种。

在所有被发现的分子中，大部分是有机分子。其中包含元素最多的分子中含有4种元素，分子量最大的为123。羟基、一氧化碳和水分子的分布十分广泛，在很多区域都有所发现。相对地，还有很多分子只能在密度很大的星云中发现存在的踪迹，还有一些星际分子是地球上没有的，在实验室中都很难存在，如氰基丁二炔、氰基辛四炔、双原子碳等。

美国伊利诺伊州立大学的天文观测小组在1996年发表了一份观测报告，报告中说，在距离我们2.5万光年的半人马座星云中，找到了醋酸分子。在过去的几十年中，人类已经陆续发现了很多醛类、醇类和脂类分子，但是还是头一次发现醋酸分子。醋酸在生命的进化中发挥了重要的作用，是产生形成生命的化学物质的关键一步。醋酸和氨发生反应，能够形成甘氨酸。这是一种氨基酸，而氨基酸又是构成蛋白质的基本组成物质。以我们在地球上的经验，一切生命的主要组成部分就是蛋白质。

宇宙空间里的星际分子经常会结合成分子云，在银河系中明亮的旋臂中大量存在。这些分子云的密度不一，从几十个天文单位到上百光年都有可能。一般来说，一个分子云的质量大约相当于数十万个太阳的质量。它们的主要组成部分是羟基、甲醛和氨分子等。但是不同类型的分子云有很大的区别。1995年，英国科学家发现了一片“酒精云”。顾名思义，其中含有大量乙醇分子，数量多到能够填满地球上的所有海洋数千次，如果酿成啤酒，能够让全人类喝上10亿年。

星际分子的发现，是20世纪最重要的天文学发现之一。对这些星际分子进行的研究，能够帮助我们更好地了解天体的演化过程、银河系的化学结构以及宇宙的化学组成部分等现象。也为我们在未来探索宇宙中的生命起源提供了宝贵的经验。地球上的生命，极有可能就是从宇宙中来，如果事实果真如此，那我们在宇宙中，就注定不再孤独。