V astronomii je mezihvězdný mrak obecný název pro akumulaci plynu a prachu v naší Galaxii . Je to prostředí, ze kterého se rodí hvězdné systémy. S několika desítkami miliard atomů na metr krychlový (na rozdíl od naší atmosféry, která má 25 bilionů bilionů) a rozpětí stovek světelných let obsahuje ekvivalent několika tisícinásobku hmotnosti Slunce v plynné hmotě. Je složen převážně z vodíku, přičemž hélium je druhým nejhojnějším prvkem, obsahuje také stopy těžších prvků, jako je uhlík, dusík a železo. Vodík obsažený v mezihvězdné oblačnosti může být v závislosti na hustotě , velikosti a teplotě oblaku být neutrální ( HI region ), ionizovaný ( HII oblast ) nebo molekulární ( molekulární mrak ).
Analýza složení mezihvězdných mraků se provádí studiem elektromagnetického záření, které vydávají. Velké radioteleskopy skenují oblohu kvůli určitým frekvencím elektromagnetického záření, které jsou charakteristické pro spektrum určitých molekul . Mezihvězdné mraky jsou chladné a mají tendenci emitovat pouze při dlouhých vlnových délkách . Můžeme zmapovat počet těchto molekul, abychom pochopili různá složení těchto mraků.
Rádiové dalekohledy mohou také skenovat frekvence vysílané stejným bodem na obloze a zaznamenávat tak intenzitu každého typu molekuly přítomné v této oblasti oblohy. Intenzita přijímaného signálu je úměrná množství atomu nebo molekuly odpovídající této frekvenci.
Až donedávna se předpokládalo, že reakční rychlosti v mezihvězdných mracích byly velmi pomalé, přičemž se díky nízké hustotě a nízké teplotě těchto mračen produkovalo velmi málo sloučenin. Ve spektrech však byly pozorovány velké organické molekuly, které vědci za těchto podmínek neočekávali. K reakcím nezbytným pro jejich vytvoření obvykle dochází pouze při mnohem vyšších teplotách a tlacích. Skutečnost, že byla pozorována jejich přítomnost, naznačuje, že chemické reakce probíhající v mezihvězdných mracích probíhají rychleji, než se dříve myslelo. Tyto reakce jsou studovány v experimentu CRESU .