Alrededor del 99% del medio interestelar se encuentra en estado gaseoso, siendo el hidrógeno el 90% de los átomos. Alrededor de la mitad de este gas está ligado a las nubes de gas interestelares, que tienen diferentes propiedades dependiendo de la temperatura del gas.
Crédito: AAO/ROE
En las regiones más frías y densas del medio interestelar encontramos nubes cuyos núcleos contienen gases moleculares, principalmente gas hidrógeno molecular (H2). Los gases moleculares sólo pueden encontrarse en estas condiciones, ya que se necesita muy poca energía para romper las moléculas. Un pequeño aumento de la temperatura del gas de la nube hará que las moléculas se disocien, al igual que la luz de las estrellas, si es capaz de penetrar lo suficientemente profundo en la nube para ser absorbida por las moléculas. Estas nubes moleculares tienen temperaturas de sólo unos 10 Kelvin y tienen una alta concentración de granos de polvo para proteger los gases moleculares en su centro de los fotones entrantes.
Si la nube de gas no es lo suficientemente fría o densa para que las moléculas de hidrógeno sobrevivan, acabamos teniendo una nube de átomos de hidrógeno neutros. Estas nubes suelen tener temperaturas de alrededor de 100 Kelvin y se denominan comúnmente nubes HI, ya que los astrónomos suelen referirse al hidrógeno neutro como HI (pronunciado H-one).
Ocasionalmente, las nubes de gas se encuentran cerca de una estrella muy caliente que calienta el gas hasta unos 10.000 Kelvin. La radiación de la estrella también ioniza el hidrógeno, que posteriormente emite luz a una longitud de onda de 656,3 nm al recuperar un electrón y volver a su estado de menor energía. Estas nubes de gas dan lugar a una de las formas más comunes de nebulosas de emisión y suelen denominarse regiones HII, de nuevo siguiendo la convención de nombres que utilizan los astrónomos para el hidrógeno ionizado (HII, pronunciado H-dos).